Droga Mleczna – powstawanie pierwiastków, a supernowa

Całkowita masa supernowych, jaka wybuchła w naszej Galaktyce – wynosiła 25 milionów mas Słońca.

Podstawową ‘pracą’ gwiazdy jest zamiana wodoru w hel, za pomocą reakcji jądrowych. Kiedy cały wodór zostanie ‘przerobiony’, dalsza działalność zależy od masy gwiazdy. Każda gwiazda – niezależnie od masy – zaczyna się wtedy kurczyć, gdyż grawitacja nie jest równoważona już przez siłę energii wychodzącą z niej. Jednak przy odpowiedniej masie to ‘kurczenie’ się może podnieść temperaturę gwiazdy do takiej wielkości, która rozpocznie kolejną reakcję termojądrową – tym razem helu w inne pierwiastki, z których najcięższe jest żelazo.

Inny, jeszcze masywniejszy typ gwiazd, po wyczerpaniu się ‘paliwa’ po prostu wybucha. Wybuch ten nazywany jest wybuchem supernowej (http://pl.wikipedia.org/wiki/Supernowa). Supernowa jest tematem dzisiejszego wpisu, gdyż tylko w wyniku reakcji zachodzących podczas jej wybuchu, mogą powstać pierwiastki cięższe, niż żelazo. Reakcjami termojądrowymi można dojść co najwyżej do żelaza.

 Droga Mleczna (http://pl.wikipedia.org/wiki/Droga_Mleczna) może mieć do 400 miliardów gwiazd. Na obecną chwilę można zaobserwować 265 pozostałości po supernowych (http://pl.wikipedia.org/wiki/Lista_pozosta%C5%82o%C5%9Bci_po_supernowych). Czas możliwy do obserwowania tych pozostałości to okres około 70 tys. lat, gdyż są one bardzo niestabilne i szybko znikają. Zakładając ze stuprocentową pewnością, że nie można wszystkiego w naszej Galaktyce zaobserwować z Ziemi, bo część Drogi Mlecznej jest przysłonięta, przez jej jądro, przyjmijmy z dużym ‘okładem’, że w chwili obecnej jest 500 pozostałości po wybuchach supernowych.

 Przyjmujemy zatem, że najstarsza pozostałość po supernowej w Galaktyce ma 70 tys. lat. Czyli 70 tys. lat temu była to najmłodsza supernowa i  starsze, których już teraz nie widać. Przyjmując w takim przypadku założenie, że co 70 tys. lat wybuchało 499 supernowych, można wyliczyć prosto, że przez 700 tys. lat wybuchło ich 4990, przez 700 milionów lat, wybuchło ich 4 990 000, przez 7 miliardów wybuchło 49 900 000 . Daje to w sumie około 100 milionów wybuchów, od momentu powstania Drogi Mlecznej, której wiek ‘nauka’ szacuje na 14 miliardów lat. Przyjmując wersję ‘naukową’, że w naszej Galaktyce jest 400 miliardów gwiazd, można wyliczyć, że wybuchło 0,025% gwiazd. Droga Mleczna ma masę, szacowaną na 10^12 mas Słońca. Ponieważ jak zaznaczałem wcześniej, tylko wybuchy supernowej, w wyniku reakcji, jakie zachodzą – mogą dostarczyć pierwiastki cięższe, niż żelazo. Obliczyć zatem można, że całkowita masa supernowych, jaka wybuchła – wynosiła 10^12 * 0,000025 mas Słońca, czyli 25* 10^6 mas Słońca. Ponieważ wybuchy supernowych są wybuchami gigantycznymi i podczas nich gwiazda traci około 0,1 % swojej masy ( dla porównania Słońce jak się rozszerzy, to straci około 0,00001 %), to w rzeczywistości w przestrzeń kosmiczną została wyrzucona masa o wielkości 25 * 10^3 mas Słońca, czyli po prostu 25 000 Słońc. Przyjmując, że aż 1% wyrzuconej masy supernowych jakie wybuchły – zamieniły się w wapń można wyliczyć, że w naszej Galaktyce zostało wyprodukowane od początku tyle wapnia ile wynosi 250  mas Słońca. Jeżeli zatem w Naszej Galaktyce o masie 10^12 mas Słońca, znajduje się wapń o masie 250 mas Słońca, to jedno ‘Słońce’ w Drodze Mlecznej powinno zawierać 250/(10^12), czyli 0,00000000025 wapnia w swojej masie, czyli jest to 0,00008 masy Ziemi, a kilogramach wynosi to 0.8 * 10^20 kg.

Proszę prześledzić poniżej skład chemiczny Ziemi pod kątem wapnia (Ca), o którym pisze się, że ‘Cały wapń w naszych kościach został kiedyś wyrzucony w przestrzeń podczas wybuchu supernowej, miliardy lat temu.’.

Ziemia – 4,6% (http://pl.wikipedia.org/wiki/Skorupa_ziemska). Przyjmując masę Ziemi za 5.97 * 10^24 oznacza to, że na niej samej znajduje się 5.97*10^24 *0,046 wapnia, czyli 2,75 * 10^23 kg. Oznacza to, że ilość wapnia jaką wykryto na Ziemi nie tylko wyczerpuje tą ilość przewidzianą na cały nasz Układ Słoneczny, ale przekracza ją ponad 3400 razy!. Założyłem, że aż 1% wyrzuconej materii supernowej, przekształca się w wapń, ale gdyby nawet założyć, że cała materia wyrzucona przez supernową zamieniła się w całości w wapń, to i tak ilość wapnia na Ziemi, przekraczałaby ‘przewidzianą’ dawkę, aż 34 razy. A co z wapniem na naszej ‘siostrzanej’ planecie – Wenus? Co z Marsem?