Köket inuti en stjärna
Några minuter efter Big Bang fanns en mycket sparsam uppsättning i universum: väte, helium och spår av litium. Varken syre, kol eller kalcium - de atomer som utgör det mesta av dig - existerade då.
En stjärna fungerar som en ugn under sin egen tyngd. Gravitationen pressar ihop kärnan, temperaturen stiger och lätta kärnor slås samman till tyngre. När ett bränsle tar slut pressas kärnan ihop ännu mer och nästa bränsle tänds - men varje nytt bränsle brinner hetare och snabbare än det föregående. Mot slutet av sitt liv är en massiv stjärna uppbyggd som en lök, lager på lager.
- Järnkärna - fusion ger inte längre energi
- Kisel → järn: ungefär ett dygn
- Syre och neon: månader
- Kol: hundratals år
- Väte → helium: miljontals år
Vid järn bryts kedjan: dess kärna är den starkast bundna, och fusion bortom järn frigör inte energi utan kräver energi. Stödet försvinner, kärnan kollapsar på mindre än en sekund och en chockvåg sprider ut stjärnans yttre lager över galaxen. Allt som stjärnan tillverkat under miljontals år hamnar i den interstellära gasen - råmaterial för framtida planeter. På så sätt sprids syre och kisel, som byggts upp i lager före kollapsen. Men en explosion är inte den enda vägen ut: kolet i dina proteiner exploderade oftast aldrig någonstans. Det blåstes stillsamt bort av stjärnvindar från små stjärnor mot slutet av deras liv, medan ungefär hälften av järnet - samma järn som nu transporterar syre genom ditt blod - kom från explosioner av vita dvärgar.
Vad du består av
Räknat efter massa består nästan två tredjedelar av din kropp av syre, främst som en del av vatten. Därefter kommer kol, som bygger upp varje protein. Kalcium håller ihop dina ben, och järn utgör bråkdelar av en procent av dig - men det är järnet som transporterar syre i blodet.
Om du räknar atomer i stället för massa vänds bilden upp och ner: ungefär 6 av 10 atomer i dig är väte. Det är lätt, så det påverkar din massa väldigt lite.
Och det här vätet är samma väte som fanns under universums första minuter: det har aldrig befunnit sig i en stjärnkärna. Men nästan hela den återstående vikten i din kropp har passerat genom en stjärnugn.
Hur vet vi det?
År 1952 upptäckte Paul Merrill teknetiumlinjer i spektra från flera röda jättar. Teknetium har inga stabila isotoper: det som syns i stjärnorna sönderfaller på hundratusentals år - medan en stjärna lever i miljarder år. Det fanns alltså inte där när stjärnan föddes, utan bildas där just nu.
Det andra beviset kom 2017, när astronomer fångade två neutronstjärnor i färd med att smälta samman och hann observera efterglöden. Den bleknade precis så som ett moln av nyskapade tunga grundämnen borde blekna. Strontium identifierades säkert genom sina linjer, medan guld och platina identifierades utifrån helhetsmönstret. Dessa observationer tyder på att guld och andra av de allra tyngsta grundämnena bildas i just sådana sammanslagningar.
Grundämnen smids i stjärnor - starka belägg, guldets ursprung - svagare belägg
Varför kan en stjärna inte få energi genom att slå samman kärnor tyngre än järn?
Varifrån kom järnet som transporterar syre i ditt blod?
Källor
- Merrill, 1952 - teknetium i spektra från S-stjärnor
- observationer av kilonovan efter sammanslagningen GW170817, 2017. Carl Sagan, ”Kosmos”: ”Vi är gjorda av stjärnstoft.”
Nästa i serien ”Liv i universum”
2 artiklar i sin helhet på webbplatsen, 3 till i appen
