Comment l’oxygène que nous respirons a été créé? Le CSIC explique les processus de formation du sujet qui nous entoure

Le livre «La formation des éléments chimiques de la collection que savons-nous? (CSIC-CATARATA) Faire un voyage à travers l’histoire du Cosmos pour dire comment les atomes qui façonnent notre monde ont été forgés.

Écrit par des chercheurs du Conseil supérieur pour la recherche scientifique (CSIC) Enrique Nácher et le pasteur de Sergio, raconte les premiers moments de l’universlorsque les éléments les plus simples sont apparus, tels que l’hélium, et se termine par la synthèse artificielle d’éléments superpaisés, tels que le Hasio ou le Nihonio, créé artificiellement dans des laboratoires et de grandes installations expérimentales.

En plus d’explorer le processus de formation des différents éléments chimiques, les types d’éléments et leur classification décrivent également à travers le tableau périodique.

Le mot-clé répété tout au long de la publication est nucléosynthèse, un terme qui fait référence à l’ensemble des processus physiques responsables de l’origine des différents éléments. “Ces processus ne peuvent se produire nulle part ou à tout moment, car, entre autres conditions, ils nécessitent des valeurs de température très élevées et sont responsables d’une abondance plus ou moins élevée de chaque élément”, explique les auteurs, scientifiques de l’Institut de physique corpusculaire (IFIC), un centre mixte de la CSIC et de l’Université de Valence.

L’origine avant la formation des étoiles

Les premiers éléments se sont formés bien avant l’existence des étoiles. L’univers principal était dense et chaud, et ne contenait toujours pas les structures que nous reconnaissons facilement, comme les galaxies, les étoiles, les planètes et d’autres étoiles. Selon le modèle cosmologique du Big Bang, l’univers a commencé son expansion après avoir créé environ 13,8 milliards d’années. Au cours de ses premières minutes, alors que l’univers s’est refroidi et étendu, il y avait une étape appelée nucléosynthèse primordiale. À cette époque, certains des éléments plus légers ont été créés, comme Hydrogène et héliumqui sont «les briques fondamentales pour la formation des étoiles», expliquent les experts.

Des centaines de millions d’années plus tard, les premières étoiles sont nées, “les chaudrons cosmiques authentiques où les éléments chimiques plus légers sont cuits pour les transformer en plus lourds.” Selon les auteurs, “L’une des grandes découvertes du siècle dernier était de confirmer que les étoiles génèrent leur énergie par des réactions de fusion thermonucléaire Et à la suite de cette découverte, il a été établi que La nucléosynthèse se déroule à l’intérieur des étoiles“.

La formation d’éléments chimiques légers

La durée de vie d’une étoile parcourt une série de phases, et dans chacun un type d’élément chimique se forme. “La fusion d’hydrogène définit le stade initial de l’évolution des étoiles et est le premier lien de la chaîne de nucléosynthèse dans les étoiles“.” La principale caractéristique de ce processus est que Les éléments créés à chaque étape sont les initiales de ce qui suit«Les scientifiques soulignent.

Cependant, toutes les étoiles ne peuvent pas créer tous les éléments chimiques. “La production de noyaux dans une étoile déterminé est fixé par son évolution, qui, à son tour, Cela dépend de sa masse, de sa température et de sa composition“Apuntan.

Il y a des étoiles légères dans lesquelles Les processus de fusion nucléaire transforment l’hydrogène en hélium, ce qui donne plus tard à des éléments tels que le carboneet d’autres plus massifs qui nous poussent un peu plus loin pour synthétiser des éléments plus lourds.

Les chercheurs IFIC ont couché le soleil, une étoile de taille moyenne, ni très légère ni très massive, qui est maintenant dans la phase de séquence principale. “Le soleil brûlera de l’hydrogène pour produire de l’hélium pendant plusieurs milliards d’années, puis entrera dans une phase géante rouge et au cours de ses 100 dernières années de vie, il transformera une partie de son hélium en noyaux quelque peu lourds tels que le carbone, pour terminer son existence transformé en nain blanc, un remnant d’une étoile pas très massive qui a épuisé son combustible nucléaire”, expliquent-elles. D’un autre côté, “des étoiles plus grandes que nous pouvons créer beaucoup plus d’éléments jusqu’à ce qu’elles atteignent l’environnement de fer”, soulignent les auteurs.

Et comment les éléments chimiques lourds sont-ils créés?

La masse de l’étoile lorsqu’elle est dans la phase de séquence principale est celle qui détermine qu’elle se termine comme un nain blanc ou qui peut passer par des stades plus évolutifs et ainsi former de nouveaux éléments.

Si la star a une masse allant jusqu’à huit fois celle du soleil, son destin est de vieillir et de s’estomper d’une manière relativement paisible. Cependant, si la pâte est plus élevée, le résultat en est un autre. “Les étoiles avec une pâte au-dessus de huit fois le solaire atteignent la combustion en carbone et produisent un néon inerte et un noyau de magnésium“, Impliquer les scientifiques. Dans le cas où la star a déjà une pâte supérieure à 10 masses solaires, elle épuisera tous La combustion de fusion se forme jusqu’à ce que vous atteigniez le fer.

Si l’étoile est encore plus lourdesa fin sera toujours plus surprenante. Est Le cas des supernovas, le phénomène explosif le plus énergique de l’univers. “Ces cataclys cosmiques dispersent non seulement les éléments synthétisés pendant la vie de l’étoile, mais génèrent également les conditions extrêmes nécessaires à la création d’éléments au-dessus du fer”, décrivent Nácher et le pasteur.

De plus, “Avant que toute cette quantité de matière formée par des éléments au fer ne soit éjectée, il est tellement comprimé qu’ils peuvent se produire De nouvelles réactions nucléaires à l’intérieur, qui forment tous les éléments plus lourds tels que l’étain, le plomb, l’or ou l’uranium“. Les experts en physique nucléaire préviennent que ces explosions violentes marquent non seulement la fin d’une étoile, mais semesent également l’univers avec les documents nécessaires à la formation de nouvelles étoiles et de leurs systèmes planétaires.

Éléments en surpoids au-delà de l’uranium

Les éléments SuperPesmed sont au-delà de l’uranium dans le tableau périodique. Plus précisément, ce sont ceux qui ont un nombre atomique supérieur à celui du Lawrencio. Tous les noyaux superpensés que nous connaissons sont radioactifs et ont été créés artificiellement dans des accélérateurs d’ions lourds. La concurrence pour synthétiser ces noyaux a commencé dans les années 40. “Nous avons actuellement un tableau périodique de 118 éléments, mais nous ne savons toujours pas où se trouve leur limite”, observent les scientifiques.

D’un autre côté, la question de savoir si les Superpesados ​​peuvent se produire continuent naturellement. En fait, sa recherche dans la nature est l’une des voies de recherche en physique nucléaire depuis les années 60 du XXe siècle. À ce moment-là, des traces d’éléments superweet ont été recherchés dans les rayons cosmiques galactiques, ceux qui proviennent en dehors du système solaire. “Toutes les approches à cet égard ont échoué et l’alternative à cette méthode de recherche était de mesurer les traces des rayons cosmiques dans les météorites, une ligne de recherche encore active”, illustrent les auteurs.

Matière noire et énergie noire: grande inconnue

Bien qu’il soit possible de décrire avec une précision incroyable ce qui s’est passé quelques instants après le Big Bang et de déterminer les ingrédients et les processus de formation de l’univers, “la chose la plus surprenante est de découvrir que L’univers actuel n’a que 5% de matière ordinairec’est-à-dire celui qui est constitué par les particules et les atomes, qui sont les composantes de base des étoiles, des planètes et de nous-mêmes, et dont la création est le thème de notre livre, “IFIC Experts commente”.Mais nous ignorons toujours ce qu’est 95% de la masse ou de l’énergie totale de l’universformé par deux membres qualifiés de Dark: Matière noire et énergie noire«Les chercheurs responsables de cette nouvelle publication sur les processus de formation des éléments chimiques ajoutent.

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