وفرة العناصر الكونية
عادة ما توصف الأعداد النسبية لذرات العناصر المختلفة بأنها وفرة العناصر. المصادر الرئيسية للبيانات التي يتم الحصول منها على معلومات حول وفرة العناصر الحالية هي ملاحظات التركيب الكيميائي للنجوم وسحب الغاز في المجرة ، والتي تحتوي على النظام الشمسي وجزء منها مرئي للعين المجردة مثل درب التبانة؛ المجرات المجاورة. من الأرض والقمر والنيازك ؛ والأشعة الكونية.
متى تم اختراع الجدول الدوري؟
النجوم والسحب الغازية
تمتص الذرات الضوء وتبعثه ، وتقوم ذرات كل عنصر بذلك بأطوال موجية محددة ومميزة. ينشر مطياف هذه الأطوال الموجية للضوء من أي مصدر إلى طيف من الخطوط الملونة الزاهية ، وهو نمط مختلف يحدد كل عنصر. عندما يتم تحليل الضوء من مصدر غير معروف في مطياف ، تكشف الأنماط المختلفة للخطوط الساطعة في الطيف العناصر التي تنبعث منها الضوء. يسمى هذا النمط طيف البث أو الخط المشرق. عندما يمر الضوء عبر غاز أو سحابة عند درجة حرارة أقل من مصدر الضوء ، يمتص الغاز عند أطوال موجية محددة ، ويتشكل خط داكن ، أو امتصاص ، طيف.
وبالتالي ، فإن خطوط الامتصاص والانبعاث في طيف الضوء من النجوم تعطي معلومات تتعلق بالتركيب الكيميائي لمصدر الضوء والتركيب الكيميائي للسحب التي يمر بها الضوء. يمكن تشكيل خطوط الامتصاص إما عن طريق السحب بين النجوم أو عن طريق الطبقات الخارجية الباردة للنجوم. يتم الحصول على التركيب الكيميائي للنجم من خلال دراسة خطوط الامتصاص المتكونة في غلافه الجوي.
وبالتالي ، يمكن اكتشاف وجود عنصر بسهولة ، ولكن من الصعب تحديد مقداره. لا تعتمد شدة خط الامتصاص فقط على العدد الإجمالي لذرات العنصر في الغلاف الجوي للنجم ولكن أيضًا على عدد هذه الذرات التي تكون في حالة قادرة على امتصاص الإشعاع من الطول الموجي ذي الصلة واحتمال الامتصاص. تحدث. من حيث المبدأ ، يمكن قياس احتمال الامتصاص في المختبر ، ولكن يجب حساب الهيكل المادي الكامل للغلاف الجوي لتحديد عدد الذرات الممتصة. بطبيعة الحال ، من الأسهل دراسة التركيب الكيميائي للشمس عن النجوم الأخرى ، ولكن حتى بالنسبة للشمس ، بعد عقود عديدة من الدراسة ، لا تزال هناك شكوك كبيرة في التركيب الكيميائي. تختلف أطياف النجوم بشكل كبير ، وكان يعتقد في البداية أن هذا يشير إلى مجموعة واسعة من التركيب الكيميائي. في وقت لاحق ، تم إدراك أن درجة حرارة سطح النجم هي التي تحدد إلى حد كبير الخطوط الطيفية التي تكون متحمسة وأن معظم النجوم لها تركيبات كيميائية مماثلة.
ومع ذلك ، هناك اختلافات في التركيب الكيميائي بين النجوم ، وهذه الاختلافات مهمة في دراسة أصل العناصر. تتيح دراسات العمليات التي تعمل أثناء التطور النجمي إجراء تقديرات لأعمار النجوم. على سبيل المثال ، هناك ميل واضح للنجوم القديمة جدًا للحصول على كميات أصغر من العناصر الأثقل من الهيليوم من النجوم الأصغر سنًا. هذا يشير إلى أن المجرة تحتوي في الأصل على القليل مما يسمى العناصر الثقيلة (عناصر خارجة عن الهيليوم في الجدول الدوري) ؛ ويشير اختلاف التركيب الكيميائي مع تقدم العمر إلى أن العناصر الثقيلة يجب أن تكون قد أنتجت بسرعة أكبر في التاريخ المبكر للمجرة أكثر من الآن. كما بدأت الملاحظات تشير إلى أن التركيب الكيميائي يعتمد على الموقع في المجرة وكذلك العمر ، مع ارتفاع محتوى العناصر الثقيلة بالقرب من مركز المجرة.
بالإضافة إلى النجوم ، يحتوي المجرة على غاز بين النجوم وغبار. بعض الغازات شديدة البرودة ، لكن بعضها يشكل غيومًا ساخنة ، والسدم الغازي ، ويمكن دراسة التركيب الكيميائي لها ببعض التفاصيل. يبدو أن التركيب الكيميائي للغاز يشبه تكوين النجوم الفتية. هذا يتفق مع النظرية القائلة بأن النجوم الشابة تتكون من الغاز بين النجوم.
