Elementoverflod i universet

Hva er det mest tallrike elementet i universet?

Når en supernova som denne (Cassiopeia A) eksploderer, returnerer den hydrogen og helium til universet, pluss tyngre grunnstoffer, som karbon, oksygen og silisium. Stocktrek Images / Getty Images

De element sammensetningen av universet beregnes ved å analysere lyset som sendes ut og absorberes fra stjerner, interstellare skyer, kvasarer og andre objekter. Hubble-teleskopet utvidet vår forståelse av sammensetningen av galakser og gass i det intergalaktiske rommet mellom dem. Omtrent 75 % av universet antas å bestå av mørke energi og mørk materie , som er forskjellige fra atomer og molekyler som utgjør den daglige verden rundt oss. Dermed er sammensetningen av det meste av universet langt fra forstått. Men, spektrale målinger stjerner, støvskyer og galakser forteller oss grunnstoffsammensetningen til delen som består av normal materie.

Mest tallrike elementer i Melkeveisgalaksen

Dette er en tabell over elementer i Melkeveien , som i sammensetning ligner andre galakser i universet. Husk at elementer representerer materie slik vi forstår den. Mye mer av galaksen består av noe annet!

Element	Elementnummer	Massefraksjon (ppm)
hydrogen	1	739 000
helium	to	240 000
oksygen	8	10 400
karbon	6	4600
neon	10	1.340
jern	26	1090
nitrogen	7	960
silisium	14	650
magnesium	12	580
svovel	16	440

Mest tallrike element i universet

Akkurat nå er mest rikelig element i universet er hydrogen . I stjerner smelter hydrogen sammen inn i helium . Til slutt løper massive stjerner (rundt 8 ganger mer massive enn vår sol) gjennom deres tilførsel av hydrogen. Deretter trekker kjernen av helium seg sammen, og gir nok trykk til å smelte sammen to heliumkjerner til karbon. Karbon smelter sammen til oksygen, som smelter sammen til silisium og svovel. Silisium smelter sammen til jern. Stjernen går tom for drivstoff og går til supernova, og slipper disse elementene tilbake til verdensrommet.

Så hvis helium smelter sammen til karbon, lurer du kanskje på hvorfor oksygen er det tredje mest tallrike grunnstoffet og ikke karbon. Svaret er fordi stjernene i universet i dag ikke er førstegenerasjonsstjerner! Når nyere stjerner dannes, inneholder de allerede mer enn bare hydrogen. Denne gangen smelter stjerner sammen hydrogen i henhold til det som er kjent som C-N-O-syklusen (der C er karbon, N er nitrogen og O er oksygen). Et karbon og helium kan smelte sammen for å danne oksygen. Dette skjer ikke bare i massive stjerner, men også i stjerner som solen når den går inn i sin røde kjempefase. Karbon kommer virkelig ut bak når en type II supernova oppstår, fordi disse stjernene gjennomgår karbonfusjon til oksygen med nesten perfekt fullføring!

Hvordan elementoverflod vil endre seg i universet

Vi vil ikke være i nærheten for å se det, men når universet er tusenvis eller millioner ganger eldre enn det er nå, kan helium innhente hydrogen som det mest tallrike grunnstoffet (eller ikke, hvis nok hydrogen forblir ute i verdensrommet langt fra andre atomer å smelte sammen). Etter mye lengre tid er det mulig oksygen og karbon kan bli det første og nest mest tallrike grunnstoffet!

Sammensetningen av universet

Så hvis vanlig elementær materie ikke utgjør det meste av universet, hvordan ser sammensetningen den ut? Forskere diskuterer dette emnet og reviderer prosenter når nye data blir tilgjengelige. Foreløpig antas materie- og energisammensetningen å være:

73 % mørk energi: Det meste av universet ser ut til å bestå av noe vi nesten ikke vet om. Mørk energi har sannsynligvis ikke masse, men materie og energi henger sammen.22 % mørk materie: Mørk materie er ting som ikke sender ut stråling i noen bølgelengde av spekteret. Forskere er usikre på nøyaktig hva mørk materie er. Det har ikke blitt observert eller opprettet i et laboratorium. Akkurat nå er det beste alternativet at det er kald mørk materie, et stoff som består av partikler som kan sammenlignes med nøytrinoer, men likevel mye mer massivt.4 % gass: Det meste av gassen i universet er hydrogen og helium, funnet mellom stjerner (interstellar gass). Vanlig gass avgir ikke lys, selv om den sprer det. Ioniserte gasser lyser, men ikke sterkt nok til å konkurrere med lyset fra stjerner. Astronomer bruker infrarøde, røntgen- og radioteleskoper for å avbilde denne saken.0,04 % stjerner: For menneskelige øyne ser det ut til at universet er fullt av stjerner. Det er utrolig å innse at de står for en så liten prosentandel av vår virkelighet.0,3 % nøytrinoer: Nøytrinoer er bittesmå, elektrisk nøytrale partikler som beveger seg med nær lyshastighet.0,03 % tunge elementer: Bare en liten brøkdel av universet består av grunnstoffer som er tyngre enn hydrogen og helium. Over tid vil denne prosentandelen øke.