Elementenovervloed in het heelal
Wat is het meest overvloedige element in het heelal?
Wanneer een supernova zoals deze (Cassiopeia A) explodeert, keert het waterstof en helium terug naar het universum, plus zwaardere elementen, zoals koolstof, zuurstof en silicium. Stocktrek-afbeeldingen / Getty Images
De element samenstelling van het universum wordt berekend door het licht te analyseren dat wordt uitgezonden en geabsorbeerd door sterren, interstellaire wolken, quasars en andere objecten. De Hubble-telescoop heeft ons begrip van de samenstelling van sterrenstelsels en gas in de intergalactische ruimte ertussen enorm vergroot. Er wordt aangenomen dat ongeveer 75% van het universum uit donker bestaat energie en donkere materie , die verschillen van de atomen en moleculen die de alledaagse wereld om ons heen vormen. De samenstelling van het grootste deel van het universum is dus verre van begrepen. Echter, spectrale metingen van sterren, stofwolken en melkwegstelsels vertellen ons de elementaire samenstelling van het deel dat uit normale materie bestaat.
Meest overvloedige elementen in het Melkwegstelsel
Dit is een tabel met elementen in de Melkweg , die qua samenstelling vergelijkbaar is met andere sterrenstelsels in het heelal. Houd in gedachten dat elementen de materie vertegenwoordigen zoals wij die begrijpen. Veel meer van de melkweg bestaat uit iets anders!
| Element | Elementnummer: | Massafractie (ppm) |
|---|---|---|
| waterstof | 1 | 739.000 |
| helium | twee | 240.000 |
| zuurstof | 8 | 10.400 |
| koolstof | 6 | 4.600 |
| neon- | 10 | 1,340 |
| ijzer | 26 | 1,090 |
| stikstof- | 7 | 960 |
| silicium | 14 | 650 |
| magnesium | 12 | 580 |
| zwavel | 16 | 440 |
Meest overvloedige element in het heelal
Op dit moment, de meest voorkomende element in het universum is waterstof . In sterren smelt waterstof in helium . Uiteindelijk lopen massieve sterren (ongeveer 8 keer massiever dan onze zon) door hun waterstofvoorraad. Vervolgens trekt de kern van helium samen, waardoor er voldoende druk wordt uitgeoefend om twee heliumkernen tot koolstof te laten samensmelten. Koolstof versmelt tot zuurstof, die versmelt tot silicium en zwavel. Silicium smelt samen tot ijzer. De ster heeft geen brandstof meer en wordt supernova, waardoor deze elementen weer de ruimte in gaan.
Dus als helium samensmelt tot koolstof, vraagt u zich misschien af waarom zuurstof het derde meest voorkomende element is en niet koolstof. Het antwoord is omdat de sterren in het universum van vandaag geen sterren van de eerste generatie zijn! Wanneer nieuwere sterren worden gevormd, bevatten ze al meer dan alleen waterstof. Deze keer fuseren sterren waterstof volgens de zogenaamde C-N-O-cyclus (waarbij C koolstof is, N stikstof is en O zuurstof is). Een koolstof en helium kunnen samensmelten om zuurstof te vormen. Dit gebeurt niet alleen bij massieve sterren, maar ook bij sterren zoals de zon zodra deze zijn rode reuzenfase ingaat. Koolstof komt er pas echt achter als er een type II supernova plaatsvindt, omdat deze sterren koolstoffusie ondergaan tot zuurstof met een bijna perfecte voltooiing!
Hoe de overvloed aan elementen in het universum zal veranderen
We zullen er niet zijn om het te zien, maar wanneer het universum duizenden of miljoenen keren ouder is dan het nu is, kan helium waterstof inhalen als het meest voorkomende element (of niet, als er genoeg waterstof in de ruimte blijft te ver van andere atomen samensmelten). Na een veel langere tijd is het mogelijk zuurstof en koolstof kan het eerste en tweede meest voorkomende element worden!
Samenstelling van het heelal
Dus, als gewone elementaire materie niet het grootste deel van het universum uitmaakt, hoe ziet de samenstelling er dan uit? Wetenschappers debatteren over dit onderwerp en herzien percentages wanneer nieuwe gegevens beschikbaar komen. Voorlopig wordt aangenomen dat de samenstelling van materie en energie is: