De samenstelling van het universum - de elementen die de bouwstenen zijn voor elk stukje materie - verandert voortdurend en evolueert voortdurend, dankzij het leven en de dood van sterren.

Een overzicht van hoe die elementen zich vormen als sterren groeien en exploderen en vervagen en samensmelten, wordt gedetailleerd beschreven in een overzichtsartikel dat op 31 januari is gepubliceerd. Wetenschap .

"Het universum heeft een aantal zeer interessante veranderingen ondergaan, waar plotseling het periodiek systeem - het totale aantal elementen in het universum - veel veranderde, " zei Jennifer Johnson, een professor in de astronomie aan de Ohio State University en de auteur van het artikel.

"Gedurende 100 miljoen jaar na de oerknal, er was niets anders dan waterstof, helium en lithium. En toen begonnen we koolstof en zuurstof te krijgen en echt belangrijke dingen. En nu, we zijn een beetje in de gloriedagen van het vullen van het periodiek systeem."

Het periodiek systeem heeft mensen geholpen de elementen van het universum te begrijpen sinds de jaren 1860, toen een Russische chemicus, Dmitri Mendelejev, erkende dat bepaalde elementen zich chemisch op dezelfde manier gedroegen, en organiseerde ze in een grafiek - het periodiek systeem.

Het is de manier van scheikunde om elementen te ordenen, helpt wetenschappers van de basisschool tot 's werelds beste laboratoria te begrijpen hoe materialen in het universum samenkomen.

Maar, zoals wetenschappers al lang weten, het periodiek systeem is gewoon gemaakt van sterrenstof:de meeste elementen op het periodiek systeem, van de lichtste waterstof tot zwaardere elementen zoals lawrencium, begon in sterren.

De tafel is gegroeid naarmate er nieuwe elementen zijn ontdekt - of in het geval van synthetische elementen, zijn gemaakt in laboratoria over de hele wereld, maar de basisprincipes van Mendelejevs begrip van atoomgewicht en de bouwstenen van het universum zijn waar gebleven.

Nucleosynthese - het proces van het creëren van een nieuw element - begon met de oerknal, ongeveer 13,7 miljard jaar geleden. De lichtste elementen in het universum, waterstof en helium, waren ook de eersten resultaten van de oerknal. Maar zwaardere elementen - zowat elk ander element in het periodiek systeem - zijn grotendeels het product van het leven en de dood van sterren.

Johnson zei dat zware sterren, waaronder enkele in het sterrenbeeld Orion, ongeveer 1, 300 lichtjaar van de aarde, elementen veel sneller samensmelten dan sterren met een lage massa. Deze grandioze sterren smelten waterstof en helium samen tot koolstof, en zet koolstof om in magnesium, natrium en neon. Sterren met een hoge massa sterven door te exploderen in supernova's, het vrijgeven van elementen - van zuurstof tot silicium tot selenium - in de ruimte om hen heen.

Kleiner, sterren met een lage massa - sterren ter grootte van onze eigen zon - smelten waterstof en helium samen in hun kernen. Dat helium fuseert vervolgens tot koolstof. Als de kleine ster sterft, het laat een witte dwergster achter. Witte dwergen synthetiseren andere elementen wanneer ze samensmelten en exploderen. Een exploderende witte dwerg kan calcium of ijzer in de afgrond eromheen sturen. Samenvoegende neutronensterren kunnen rhodium of xenon creëren. En omdat, zoals mensen, sterren leven en sterven op verschillende tijdschalen - en omdat verschillende elementen worden geproduceerd terwijl een ster zijn leven en dood doormaakt - verandert ook de samenstelling van elementen in het universum in de loop van de tijd.

"Een van de dingen die ik hier het leukst aan vind, is hoe sterren verschillende processen nodig hebben om elementen te maken en deze processen zijn interessant verdeeld over het periodiek systeem, Johnson zei. "Als we denken aan alle elementen in het universum, it is interesting to think about how many stars gave their lives—and not just high-mass stars blowing up into supernovae. It's also some stars like our Sun, and older stars. It takes a nice little range of stars to give us elements."