Состав вселенной — элементы, которые являются строительными блоками для каждого кусочка материи — постоянно меняется и постоянно развивается благодаря жизни и смерти звезд.

Схема того, как эти элементы образуются, когда звезды растут, взрываются, исчезают и сливаются, подробно описана в обзорной статье, опубликованной 31 января в журнале Science .

«Во вселенной произошли некоторые очень интересные изменения, когда внезапно периодическая таблица — общее количество элементов во вселенной — сильно изменилась», — говорит Дженнифер Джонсон, профессор астрономии в Университете штата Огайо и автор статьи. ,

«В течение 100 миллионов лет после Большого взрыва не было ничего, кроме водорода, гелия и лития. А потом мы начали получать углерод, кислород и действительно важные вещи. И теперь, мы как бы в славные дни заселения периодических Таблица.»

Периодическая таблица помогает людям понять элементы Вселенной с 1860-х годов, когда русский химик Дмитрий Менделеев признал, что некоторые элементы ведут себя одинаково химически, и организовал их в диаграмму — периодическую таблицу.

Это химический способ организации элементов, помогающий ученым от начальной школы до лучших лабораторий мира понять, как материалы вокруг вселенной собираются вместе.

Но, как давно известно ученым, периодическая таблица просто состоит из звездной пыли: большинство элементов периодической таблицы, от самого легкого водорода до более тяжелых элементов, таких как лоуренсий, возникли в звездах.
Таблица выросла, когда были открыты новые элементы — или в случае синтетических элементов — созданы в лабораториях по всему миру, — но основы Менделеева в понимании атомного веса и строительных блоков вселенной подтвердились.

Нуклеосинтез — процесс создания нового элемента — начался с Большого взрыва, около 13,7 миллиардов лет назад. Самые легкие элементы во вселенной, водород и гелий, были также первыми результатами Большого взрыва. Но более тяжелые элементы — почти все остальные элементы периодической таблицы — в значительной степени являются продуктами жизней и смертей звезд.

Джонсон сказал, что звезды с большой массой, в том числе некоторые в созвездии Ориона, на расстоянии около 1300 световых лет от Земли, соединяют элементы гораздо быстрее, чем звезды с низкой массой. Эти грандиозные звезды сливают водород и гелий в углерод и превращают углерод в магний, натрий и неон. Звезды с большой массой умирают, взрываясь в сверхновые, выпуская элементы — от кислорода до кремния к селену — в пространство вокруг них.

Меньшие звезды с малой массой — звезды размером с наше Солнце — объединяют в своих ядрах водород и гелий. Этот гелий затем сливается с углеродом. Когда маленькая звезда умирает, она оставляет позади белую карликовую звезду . Белые карлики синтезируют другие элементы, когда они сливаются и взрываются. Взрывающийся белый карлик может отправить кальций или железо в пропасть, окружающую его. Слияние нейтронных звезд может создать родий или ксенон. И потому, что, как и люди, звезды живут и умирают в разных временных масштабах — и потому, что различные элементы производятся, когда звезда проходит через ее жизнь и смерть, — состав элементов во вселенной также изменяется со временем.

«Одна из вещей, которые мне больше всего нравятся в этом, это то, как звездам требуется несколько разных процессов, чтобы создать элементы, и эти процессы интересно распределены по периодической таблице», — сказал Джонсон. «Когда мы думаем обо всех элементах во вселенной , интересно подумать о том, сколько звезд отдали свои жизни — и не только звезды с большой массой, взрывающиеся в сверхновые. Это также некоторые звезды, как наше Солнце, и более старые звезды».