Kerran tai toisin, kaikki tieteenharrastajat ovat kuulleet myöhäisen Carl Saganin surullisen sanan: "Olemme tehty tähtijutuista". Mutta mitä se tarkalleen tarkoittaa? Kuinka kolosaaliset plasmapallot, jotka ahneasti polttavat ydinpolttoaineensa kaukaisessa ajassa ja tilassa, voisivat osallistua maallisen maailman valtavan monimutkaisuuden kutemiseen? Kuinka "DNA: n typpi, hampaiden kalsium, veressä oleva rauta, omenapiirakoiden hiili" olisi voitu väärentää niin syvälle syvälle näiden massiivisten tähtien jättiläisten sydämiin?
Ei ole yllättävää, että tarina on sekä tyylikäs että syvästi kunnioittava.
Kaikki tähdet ovat peräisin nöyrästä alusta: nimittäin jättimäisestä, pyörivästä kaasun ja pölyn ryöstä. Painovoima saa pilven tiivistymään pyöriessään pyörittäen yhä tiiviimmin pakattuun materiaalipalloon. Lopulta tulevasta tähdestä tulee niin tiheä ja kuuma, että sen ytimen vetymolekyylit törmäävät ja sulautuvat uusiin heliumimolekyyleihin. Nämä ydinreaktiot vapauttavat voimakkaita energian purskeita valon muodossa. Kaasu paistaa kirkkaasti; tähti on syntynyt.
Aloittavan tähtimme lopullinen kohtalo riippuu sen massasta. Pienemmät, kevyet tähdet palavat vedyssä ytimessä hitaammin kuin raskaammat tähdet, loistaen hiukan himmeämmin, mutta elävät paljon kauemmin. Ajan myötä vedyn tason lasku tähden keskipisteessä aiheuttaa kuitenkin vähemmän vetyfuusioreaktioita; vähemmän vetyfuusioreaktioita tarkoittaa vähemmän energiaa ja siten vähemmän ulkoista painetta.
Tietyssä vaiheessa tähti ei voi enää ylläpitää jännitystä, jonka sen ydin oli ylläpitänyt ulkokerrostensa massaa vastaan. Painovoima osoittaa asteikon, ja ulkokerrokset alkavat pudota ytimeen sisäänpäin. Mutta niiden romahtaminen lämmittää asioita, kasvattaa ydinpainetta ja kääntää prosessin uudelleen. Uusi vedyn palava kuori luodaan aivan ytimen ulkopuolelle, palauttamalla puskuri uudelleen tähtipintakerrosten painovoimaa vastaan.
Samalla kun ydin jatkaa alhaisemman energian heliumin sulautumisreaktioiden suorittamista, uuden vedyn palavan vaipan voima työntää tähden ulkopuolelle, aiheuttaen ulkokerrosten turpoamisen yhä enemmän. Tähti laajenee ja jäähtyy punaiseksi jättiläiseksi. Sen ulkokerrokset lopulta pääsevät painovoiman vetäytymisestä kokonaan, kelluvat avaruuteen ja jättävät taakse pienen kuolleen ytimen - valkoisen kääpiön.
Raskaammat tähdet myös satunnaisesti torjuvat taistelussa paineen ja painovoiman välillä, mikä luo uusia atomikuoreja sulamaan prosessissa; toisin kuin pienet tähdet, niiden ylimääräinen massa antaa niiden kuitenkin mahdollisuuden muodostaa nämä kerrokset. Tuloksena on sarja samankeskisiä palloja, joista kukin sisältää raskaampia elementtejä kuin sitä ympäröivä. Ytimen vety synnyttää heliumia. Heliumiatomit sulautuvat yhteen muodostaen hiiltä. Hiili yhdistyy heliumin kanssa muodostaen happea, joka sulautuu neoniksi, sitten magnesiumiksi, sitten piiksi ... koko jaksopöydän läpi rautaksi, missä ketju päättyy. Tällaiset massiiviset tähdet toimivat kuin uunit, ohjaten näitä reaktioita pelkän käytettävissä olevan energian avulla.
Mutta tämä energia on rajallinen resurssi. Kun tähden ytimestä tulee kiinteä raudan pallo, se ei voi enää sulauttaa elementtejä energian luomiseen. Kuten pienempien tähtien kohdalla, vähemmän energiareaktioita raskaansarjan tähtien ytimessä tarkoittaa vähemmän ulkoista painetta painovoimaa vasten. Tähteen ulkokerrokset alkavat sitten romahtaa, nopeuttaen raskaiden elementtien sulautumisnopeutta ja vähentäen edelleen käytettävissä olevan energian määrää näiden ulkokerrosten pitämiseksi kiinni. Tiheys kasvaa eksponentiaalisesti kutistuvassa ytimessä, häiritsemällä protoneja ja elektroneja niin tiukasti, että siitä tulee täysin uusi kokonaisuus: neutronitähti.
Tässä vaiheessa ydin ei voi tiivistyä. Tähteen massiivisilla ulkokuorilla - edelleen kippaamalla sisäänpäin ja silti täynnä haihtuvia elementtejä - ei enää ole minne mennä. Ne iskevät ytimeen kuin nopeuttava öljynporauslauta törmäävät tiiliseinään ja purkautuvat hirvittävään räjähdykseen: supernoovaan. Tämän räjähdyksen aikana syntyneet ylimääräiset energiat antavat vihdoin jopa rautaa raskaammien elementtien fuusion koboltista aina uraaniin.
Supernoovan tuottama energinen iskuaalto siirtyy ulos kosmokseen, purkaen sen jälkeen raskaita elementtejä. Nämä atomit voidaan myöhemmin sisällyttää omaan planeettamme järjestelmiin. Oikeiden olosuhteiden vuoksi - esimerkiksi asianmukaisesti vakaa tähti ja sijainti sen elinympäristössä - nämä elementit tarjoavat rakennuspalikoita monimutkaiselle elämälle.
Nykyään jokapäiväinen elämämme on mahdollista näiden erittäin atomien ansiosta, jotka on muodostettu kauan sitten massiivisten tähtien elämässä ja kuolemassa. Kykymme tehdä mitä tahansa - herätä syvästä unesta, nauttia herkullisesta aterista, ajaa autoa, kirjoittaa lause, lisätä ja vähentää, ratkaista ongelma, soittaa ystävälle, nauraa, itkeä, laulaa, tanssia, juoksua, hyppää ja pelaa - säätelee pääasiassa pienten vetyketjujen käyttäytymistä yhdistettynä raskaampiin alkuaineisiin, kuten hiileen, typpeen, happea ja fosforiin.
Muita raskaita alkuaineita esiintyy pienemmissä määrissä kehossa, mutta ne ovat silti yhtä tärkeitä moitteettoman toiminnan kannalta. Esimerkiksi kalsium, fluori, magnesium ja pii toimivat fosforin rinnalla luiden ja hampaiden vahvistamiseksi ja kasvattamiseksi; ionisoidulla natriumilla, kaliumilla ja kloorilla on tärkeä tehtävä kehon nestetasapainon ja sähköisen toiminnan ylläpitämisessä; ja rauta käsittää tärkeimmän osan hemoglobiinista, proteiinista, joka varustaa punasolumme kyvyllä toimittaa hengittämämme happea muuhun kehomme.
Joten seuraavalla kerralla, kun sinulla on huono päivä, kokeile tätä: sulje silmäsi, hengitä syvään ja pohdi tapahtumien ketjua, joka yhdistää kehosi ja mielensi paikkaan, joka on miljardeja valovuosia päässä, syvällä tila ja aika. Muista, että massiiviset tähdet, jotka olivat monta kertaa suurempia kuin aurinko, kuluttivat miljoonia vuosia muuttamalla energiaa materiaaliksi, luomalla atomit, jotka muodostavat jokaisen osan teistä, maapallosta ja kaikista, jotka olette koskaan tunteneet ja rakastaneet.
Me ihmiset olemme niin pieniä; ja vielä, tähtitavaroista valmistettujen molekyylien herkkä tanssi saa aikaan biologian, joka antaa meille mahdollisuuden pohtia laajempaa maailmankaikkeuttamme ja sitä, miten olemme olemassa. Carl Sagan selitti sen parhaiten: ”Jotkut osa olemiamme tietää, että olemme lähtöisin täältä. Odotamme palata; ja voimme, koska myös kosmos on sisällämme. Olemme tehty tähtijutuista. Olemme kosmoksen tapa tuntea itsensä. ”
