神奇地發現 地球包含宇宙中所有的元素種類

迄今為止，還沒有在太空中創造任何地球上不存在的元素。實際上，大天然操縱元素周期表中天然存在的98種元素構成了世間的一切，和邊遠的行星、恆星乃至星系。

每種元素都是由單一種類的原子構成。一種元素辨別於另外一種元素在於原子核中質子數的不一樣。任何原子核中包含6個質子的原子都是碳元素，79個質子的是金元素，94個質子的是鈈（人工製作的元素），1個質子的就是宇宙中含量最豐富的氫元素。元素周期表中的元素就是遵循質子數而布列的。

在宇宙大爆炸初期，只有氫、氦和少量的鋰存在。隨後，這些較輕的元素坍縮成了恆星，在恆星產生核聚變反響的同時，就會天生更重的元素，並在最後產生超新星爆炸的時候分布到宇宙傍邊，此中包含有一向到銅、鉛、汞、金這樣的重元素。

在恆星製作的這些重元素傍邊，大略只有2%沉積構成了行星，為生命的構成備好了原料。對碳基生命來講，碳、氧、氮這些元素相當首要。是以，馳名的地理學家卡爾·薩根曾說：「我們都是星塵」（We are all stardust)。

假如我們從化合物的角度來看，那麼地球上存在比宇宙中其它處所要豐富很多的物質種類。化合物也是純物質，只不過是由兩種或兩種以上的原子構成。例如，水就是由兩顆氫原子和一顆氧原子構成。迄今為止，地理學家在宇宙中大略只創造了220種化合物或分子，幾近所有在地球上都能找到。

事實+：元素是從哪裡來的？

太初核合成

太初核合成產生在宇宙最初的三分鐘，並且是對宇宙中1H（氕）、2H（氘）、3He（氦-3）和4He（氦-4）等元素丰度比率的負責者[1]。誠然4He持續被其它的機制（像是恆星的核暢通領悟和α衰變）製作出來，並且也有可察覺到的1H持續由散裂和其它確定的放射性衰變（質子發射和中子發射）製作出來，而除3He和氘以外，很多元素在宇宙中都有很多不一樣的微量同位素，經過罕有的cluster decay，在大霹靂之際被製作出來。這些元素的核子，像是7Li和7Be，信任在宇宙構成的100秒至300秒的時段內，在太初的夸克膠子海凍結構成質子和中子當前，都曾構成過。可是因為太初核合成在膨脹和冷卻之前閱歷的時候很短，是以沒有比鋰更重的元素可以天生（這段元素構成的時候是在等離子體的狀況下，還沒有冷到稍後可讓中性元素構成的狀況）。

恆星核合成

主條目：質子-質子鏈反響、3氦過程、碳氮氧循環和S-過程

恆星核合成產生在恆星演變過程中的恆星，經過核暢通領悟的過程負責構成從碳到鈣的元素。恆星是將氫和氦暢通領悟成更重元素的核子爐，在溫度比太陽低的恆星內進行質子-質子鏈反響，比太陽熱的恆星進行碳氮氧循環。

碳也是首要的元素，因為在全體的過程中，從氦構成碳是過程的瓶頸。在所有的恆星內，碳都是由3氦過程產生的。它也是在恆星內部產生自由中子的首要元素，激發的s-過程是觸及慢中子吸收製作出比鐵和鎳（57Fe和 62Ni）更重的元素。在這些過程構成的碳和一些其它元素也是生命的根本。

恆星核合成的產品凡是經過行星狀星雲或恆星風分布至宇宙內。

第一次直接證實核合成在恆星內部產生的是1950年代初期在紅巨星的大氣層內創造鎝[2]。因為鎝是放射性元素，而半衰期又遠短於恆星的春秋，它的湧現反響出必定是在恆星的生命過程中產生的。毫無戲劇性，但更令人佩服的證據是在恆星的大氣中極其大批的出格不變的元素。在汗青上很首要的事例是鋇的丰度比未成長的恆星多了20至50倍，這是S-過程在恆星內部進行的證據。很多新的證實出此刻宇宙塵內同位素的構成上，這些是來自個別恆星的氣體凝集而成和從隕石分別出來的固體顆粒。 星塵室宇宙塵的成分之一，測量同位素狀況，可以證實使星塵凝集的恆星內部核合成的狀況[3]。

核爆炸合成

主條目：R-過程、Rp-過程和超新星核合成

這一部分包含了超新星核合成和在強烈的典範超新星爆炸前一秒鐘，若何由核反響製作出比鐵更重的元素。在超新星爆炸的環境里，硅和鎳之間的元素快速的由暢通領悟產生，並且超新星里有更進一步的核合成產生，像是R-過程，使在爆炸中開釋出來的自由中子敏捷的被吸收，製作出比鎳重且富含中子的同位素。這類反響產生天然界中的放射性元素，例如鈾和釷，並且這些重元素都有富含中子的同位素。

Rp-過程如同中子吸收一樣，觸及自由質子的快速吸收，但他的角色較不確定。

爆炸核合成產生過於快速的放射性衰變，使中子的數量大為增長，是以有很多質子和中子成為偶數的豐富同位素被綜合的產生，包含44Ti、48Cr、52Fe和 56Ni。這些同位素在爆炸後衰變成為各類原子量不一樣的不變同位素。很多這樣的衰變都伴跟著γ射線的輻射，是以能辨認出這些爆炸中被創作創造的同位素。

最明白的證據來自1987 A超新星的爆炸，在超新星1987 A爆炸時偵測到大批湧現的γ射線，證瞭然核合成的產生。從γ射線確認了56Co和57Co，它們的放射性半衰期壽命約為一年，證瞭然56Fe 和57Fe是由放射性衰變產生的，而在1969年核子地理學就做了這樣的預言[4]。作為爆炸核合成的一種瞻望和證實體例，並且在計畫中勝利表演著首要角色的是美國航空暨太空總署的康普頓γ射線地理台；其它爆炸核合成的證實還有星塵中來自超新星爆炸後疏散並被冷卻的顆粒。星塵是宇宙塵成分的一部分，在超新星爆炸時凝集的顆粒內，放射性的44Ti含量出格的豐富[5]，從超新星的星塵證實了1975年的瞻望。在這些顆粒中其它異常的同位素比例，更具體證實了爆炸核合成。

宇宙射線散裂

宇宙射線散裂宇宙射線散裂導致某些當今存在於宇宙中的輕元素構成（誠然對氘不較著）。散裂最需要負責的幾近都是3He、和鋰、硼、鈹（有些7鋰和7鈹是再大霹靂時產生的）。來自於宇宙線散裂過程的結果（主如果快質子）撞擊著星際物質，這些宇宙線的撞擊豆割了今朝存在於宇宙中的碳、氮和氧核，並且這些核子也會被宇宙線中的質子撞擊。

因為任何一個只是由兩個4He核子連絡成的8Be核子都是不不變的，所以硼和鈹在恆星核合成過程中也沒有明顯的被製作出來。

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