Lúc này hay lúc khác, tất cả những người đam mê khoa học đã nghe thấy những từ ngữ khét tiếng của Carl Sagan, quá khứ: Hồi Chúng tôi được tạo ra từ những thứ sao. nhưng nghĩa chính xác là gì? Làm thế nào những quả cầu plasma khổng lồ, tham lam đốt cháy nhiên liệu hạt nhân của chúng trong thời gian và không gian xa xôi, đóng vai trò bất kỳ trong việc sinh ra sự phức tạp rộng lớn của thế giới Trái đất của chúng ta? Làm thế nào mà nitơ nitơ trong DNA của chúng ta, canxi trong răng, sắt trong máu, carbon trong bánh táo của chúng ta có thể được rèn một cách sâu thẳm trong trái tim của những người khổng lồ sao khổng lồ này?
Không có gì đáng ngạc nhiên, câu chuyện vừa thanh lịch vừa sâu sắc đầy cảm hứng.
Tất cả các ngôi sao đến từ sự khởi đầu khiêm tốn: cụ thể là một khối khí và bụi khổng lồ đang quay. Trọng lực điều khiển đám mây ngưng tụ khi nó quay tròn, xoáy vào một khối vật chất được đóng gói chặt chẽ hơn bao giờ hết. Cuối cùng, ngôi sao trở nên dày đặc và nóng đến mức các phân tử hydro trong lõi của nó va chạm và hợp nhất thành các phân tử helium mới. Những phản ứng hạt nhân này giải phóng những vụ nổ năng lượng mạnh mẽ dưới dạng ánh sáng. Khí tỏa sáng rực rỡ; một ngôi sao đã chào đời.
Số phận cuối cùng của ngôi sao non trẻ của chúng ta phụ thuộc vào khối lượng của nó. Những ngôi sao nhỏ hơn, nhẹ hơn đốt cháy mặc dù hydro trong lõi của chúng chậm hơn những ngôi sao nặng hơn, tỏa sáng có phần mờ hơn nhưng sống lâu hơn. Tuy nhiên, theo thời gian, nồng độ hydro giảm ở trung tâm của ngôi sao gây ra ít phản ứng tổng hợp hydro hơn; Phản ứng tổng hợp hydro ít hơn có nghĩa là ít năng lượng hơn, và do đó áp suất ra bên ngoài ít hơn.
Tại một thời điểm nhất định, ngôi sao không còn có thể duy trì sức căng mà lõi của nó đã duy trì chống lại khối lượng của các lớp bên ngoài. Trọng lực đưa ra quy mô, và các lớp bên ngoài bắt đầu rơi vào bên trong lõi. Nhưng sự sụp đổ của họ làm nóng mọi thứ lên, làm tăng áp lực cốt lõi và đảo ngược quá trình một lần nữa. Một lớp vỏ đốt hydro mới được tạo ra ngay bên ngoài lõi, thiết lập lại bộ đệm chống lại trọng lực của các lớp bề mặt ngôi sao.
Trong khi lõi tiếp tục tiến hành các phản ứng tổng hợp helium năng lượng thấp hơn, lực của lớp vỏ đốt cháy hydro mới đẩy vào bên ngoài ngôi sao, khiến các lớp bên ngoài bị phồng lên ngày càng nhiều. Ngôi sao mở rộng và nguội dần thành một người khổng lồ đỏ. Các lớp bên ngoài của nó cuối cùng sẽ thoát khỏi lực hấp dẫn hoàn toàn, trôi nổi vào không gian và để lại một lõi nhỏ, chết - một sao lùn trắng.
Các ngôi sao nặng hơn đôi khi cũng chùn bước trong cuộc chiến giữa áp lực và trọng lực, tạo ra các lớp vỏ nguyên tử mới để hợp nhất trong quá trình này; tuy nhiên, không giống như các ngôi sao nhỏ hơn, khối lượng dư thừa của chúng cho phép chúng tiếp tục hình thành các lớp này. Kết quả là một loạt các quả cầu đồng tâm, mỗi vỏ chứa các phần tử nặng hơn so với cái bao quanh nó. Hydrogen trong lõi tạo ra helium. Các nguyên tử helium hợp nhất với nhau để tạo thành carbon. Carbon kết hợp với helium để tạo ra oxy, hợp nhất thành neon, sau đó là magiê, sau đó là silicon trên khắp bảng tuần hoàn thành sắt, nơi chuỗi kết thúc. Những ngôi sao to lớn như vậy hoạt động như một cái lò, thúc đẩy những phản ứng này bằng năng lượng tuyệt đối.
Nhưng năng lượng này là một nguồn tài nguyên hữu hạn. Một khi lõi sao sao trở thành một quả cầu sắt rắn, nó không còn có thể hợp nhất các yếu tố để tạo ra năng lượng. Như trường hợp của các ngôi sao nhỏ hơn, các phản ứng năng lượng ít hơn trong lõi của các ngôi sao nặng có nghĩa là áp lực ra bên ngoài ít hơn so với lực hấp dẫn. Các lớp bên ngoài của ngôi sao sau đó sẽ bắt đầu sụp đổ, đẩy nhanh tốc độ hợp nhất nguyên tố nặng và giảm hơn nữa lượng năng lượng có sẵn để giữ các lớp bên ngoài đó. Mật độ tăng theo cấp số nhân trong lõi co lại, làm nhiễu các proton và electron chặt đến mức nó trở thành một thực thể hoàn toàn mới: một ngôi sao neutron.
Tại thời điểm này, lõi không thể nhận được bất kỳ dày đặc hơn. Các lớp vỏ ngoài khổng lồ của ngôi sao - vẫn rơi vào bên trong và vẫn chứa đầy các yếu tố dễ bay hơi - không còn nơi nào để đi. Họ đâm sầm vào lõi như một giàn khoan dầu đang tăng tốc đâm vào một bức tường gạch, và phun trào thành một vụ nổ khủng khiếp: một siêu tân tinh. Năng lượng phi thường được tạo ra trong vụ nổ này cuối cùng cho phép hợp nhất các nguyên tố thậm chí nặng hơn sắt, từ coban cho đến uranium.
Sóng xung kích tràn đầy năng lượng do siêu tân tinh tạo ra di chuyển vào vũ trụ, giải ngân các nguyên tố nặng trong sự trỗi dậy của nó. Những nguyên tử này sau đó có thể được kết hợp vào các hệ hành tinh như của chúng ta. Đưa ra các điều kiện phù hợp - ví dụ, một ngôi sao ổn định thích hợp và một vị trí trong Vùng có thể sống của nó - các yếu tố này cung cấp các khối xây dựng cho cuộc sống phức tạp.
Ngày nay, cuộc sống hàng ngày của chúng ta được thực hiện nhờ chính những nguyên tử này, được rèn từ lâu trong sự sống và cái chết của những ngôi sao lớn. Khả năng của chúng tôi để làm bất cứ điều gì cả - thức dậy từ một giấc ngủ sâu, thưởng thức một bữa ăn ngon, lái xe, viết một câu, thêm và trừ, giải quyết một vấn đề, gọi một người bạn, cười, khóc, hát, nhảy, chạy, nhảy và chơi - bị chi phối chủ yếu bởi hành vi của các chuỗi hydro nhỏ kết hợp với các nguyên tố nặng hơn như carbon, nitơ, oxy và phốt pho.
Các yếu tố nặng khác có mặt với số lượng nhỏ hơn trong cơ thể, nhưng dù sao cũng quan trọng đối với hoạt động đúng đắn. Ví dụ, canxi, flo, magiê và silicon hoạt động cùng với phốt pho để củng cố và phát triển xương và răng của chúng ta; natri, kali và clo bị ion hóa đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng chất lỏng và hoạt động điện của cơ thể; và sắt bao gồm phần chính của huyết sắc tố, protein trang bị cho các tế bào hồng cầu của chúng ta khả năng cung cấp oxy mà chúng ta hít vào phần còn lại của cơ thể.
Vì vậy, lần tới khi bạn có một ngày tồi tệ, hãy thử điều này: nhắm mắt lại, hít một hơi thật sâu và chiêm ngưỡng chuỗi sự kiện kết nối cơ thể và tâm trí của bạn đến một nơi cách xa hàng tỷ ánh sáng, sâu thẳm không gian và thời gian. Hãy nhớ lại rằng những ngôi sao to lớn, lớn gấp nhiều lần so với mặt trời của chúng ta, đã dành hàng triệu năm để biến năng lượng thành vật chất, tạo ra các nguyên tử tạo nên mọi bộ phận của bạn, Trái đất và mọi người bạn từng biết và yêu thích.
Con người chúng ta quá nhỏ bé; Tuy nhiên, vũ điệu tinh tế của các phân tử được tạo ra từ vật chất sao này tạo ra một sinh học cho phép chúng ta suy ngẫm về Vũ trụ rộng lớn hơn và cách chúng ta tồn tại. Carl Sagan tự giải thích điều đó tốt nhất: Một số phần của chúng ta biết đây là nơi chúng ta đến. Chúng tôi mong mỏi được trở về; và chúng ta có thể, bởi vì vũ trụ cũng ở trong chúng ta. Chúng tôi làm bằng những thứ sao. Chúng tôi là một cách để vũ trụ biết chính nó.
