Kolossale trykk og umulige temperaturer skaper alt vi har rundt oss, og alt er basert på urgassen hydrogen. Slik at vi kan bygge biler og batterier og elmotorer, og lage bensin- og dieselmotorer og flytende drivstoff. Et mirakel? Ja så sannelig!
Bildet øverst: Alt i denne bildrømmen lages av foredlet stjernestøv – ulike råvarer vi ikke klarer oss uten – alt oppstått i gigantiske stjernetåker rundt ufattelige novaeksplosjoner. Metallene er stål og aluminium og gull og kobber, vinduene er silisiumoksid og dekkene og lakken er plast fra hydrokarboner H og C. (Foto: Bentley)
Av Stein Bekkevold
Vi har karbon (kullstoff) over alt, i diamanter og drivstoff, blyanter og byggevarer. Hvor kom det fra? Fra stjerner – ved fusjon (glohet sammentrykking) av lettere grunnstoffer, og karbon finnes overalt i universet.
Rundt 4,6 ‰ av all masse i verdensrommet er faktisk karbon, så dette stoffet er det vi har fjerde mest av. I jordskorpa er andelen ca. 200 ppm. Men hva med jern og kobber og sink og stål og aluminium – og alle de andre stoffene vi stadig har bruk for? Hvor kom de fra?
Hydrogen først
Her er litt av det forskerne har funnet ut: En ganske fersk rapport har sett på dagens kunnskap om hvordan grunnstoffene kom til i Big Bang, i stjerners liv og død, og ved samhandlinger i gass mellom stjernene. Forskere har overbevist astrofysikere om at stjerner – og vår egen sol – smelter sammen hydrogen, at stjerner med lav masse lager tunge grunnstoffer via underlig fysikk som heter nøytronfangst, og en nyere variant kalt kilonova, at massive stjerner eksploderer og lager nye grunnstoffer.
Det virker til og med sannsynlig at sike kilonovaeksplosjoner slår sammen andre atomer og skaper gullklumper- og diamanter – mange ganger større enn vår egen klode …
Men det ingen sikkert vet er hva som startet med hva – hvor kom universets hovedinnhold hydrogen fra? Selve urgassen.
I denne gigantfabrikken, Krabbetåken – lages alt det vi små kryp bruker til daglig. Enorme trykk – millioner av kilopascal – og ubegripelige temperaturer på millioner av grader C gir oss det vi trenger – fra urstoffet hydrogen. Et sant mirakel. (Foto: NASA)
Karbon ble jern
Kjernereaksjoner (nukleosynteser) i Big Bang, gjennom en prosess der en atomkjerne spaltes i flere mindre deler og et høyt antall nøytroner frigjøres (spallasjon) av kosmisk stråling, og i eksploderende hvite dverger; dette ses som fakta fordi bevisene – selv om de er overveldende, tross alt bare er indikasjoner.
De gjetter. Men det er kvalifisert gjetting. Ved analyse av spektrum i utstrålt lys fra stjerner, super- og kilonovaer og andre gigant-eksplosjoner rundt i universet kan forskerne med stor sikkerhet si hva eksplosjonene (fusjonene) skaper videre – ut av urgassen og dens primære reaksjonsprodukt helium. Det var sånn de kunne vise at karbon blir jern – og at resten av grunnstoffene oppstår i stadig nye giganteksplosjoner.
Teorien om at sammensmelting av nøytronstjerner skaper grunnstoffer via rask nøytronfangst virker sannsynlig, men astrofysikerne er ikke helt sikre på at dette lager alle grunnstoffene utover nikkel.
Et poeng er dessuten at langt fra alle enorme gasskyer blir til stjerner, noen kollapser og blir gigantiske svarte hull – og der skapes ingen ting. For der slukes alt.
Svart hull
Omstridt er også mekanismen som får de hvite dvergene til å eksplodere. Det er like vanskelig å fastslå opprinnelsen til sjeldne isotoper, fordi sporene (fødselssignaturene) er så svake.
De er også usikre på fødestedene til enkelte litium- og nitrogenisotoper – og protonrike tunge kjerner. Og Betelgeuse er nevnt av enkelte som den neste stjernen som blir en supernova i Melkeveien, men Betelgeuse kan i stedet kollapse til et svart hull. Som sluker andre himmel-legemer …
Gull og sølv og litium
Til sammen bekrefter funn det vi nå vet om de viktigste fødestedene for grunnstoffene, men det finnes usikre områder i oversikten over de 110 + elementene – i Det periodiske systemet. Å finne ut mer vil kreve enda bedre forståelse for hendelsene i stjernene og å fastslå hva som skjedde og fortsatt skjer i de eldste stjernene. Så da er det bare å bli astrofysiker …
Det kan komme mange nye funn de neste tiårene.
I mellomtiden får vi her på vår beskjedne klode jobbe videre med stål og aluminium og karbon i bilene – og gull og sølv og litium i andre ting …
