Abondance des éléments dans l'univers
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La composition des éléments de l'univers est calculée en analysant la lumière émise et absorbée par les étoiles, les nuages interstellaires, les quasars et d'autres objets. Le télescope Hubble a considérablement élargi notre compréhension de la composition des galaxies et du gaz dans l'espace intergalactique qui les sépare. On pense qu'environ 75% de l'univers est composé d'énergie noire et de matière noire, qui sont différentes des atomes et des molécules qui composent le monde quotidien qui nous entoure. Ainsi, la composition de la plupart de l'univers est loin d'être comprise. Cependant, les mesures spectrales des étoiles, des nuages de poussière et des galaxies nous indiquent la composition élémentaire de la partie constituée de matière normale.
Éléments les plus abondants de la galaxie de la voie lactée
Il s'agit d'un tableau d'éléments de la Voie lactée, dont la composition est similaire à celle des autres galaxies de l'univers. Gardez à l'esprit que les éléments représentent la matière telle que nous la comprenons. Beaucoup plus de galaxies se composent d'autre chose!
| Élément | Numéro d'élément | Fraction de masse (ppm) |
|---|---|---|
| hydrogène | 1 | 739 000 |
| hélium | 2 | 240 000 |
| oxygène | 8 | 10 400 |
| carbone | 6 | 4 600 |
| néon | dix | 1,340 |
| le fer | 26 | 1 090 |
| azote | sept | 960 |
| silicium | 14 | 650 |
| magnésium | 12 | 580 |
| soufre | 16 | 440 |
Élément le plus abondant de l'univers
À l'heure actuelle, l'élément le plus abondant dans l'univers est l'hydrogène. Dans les étoiles, l'hydrogène se fond dans l'hélium. Finalement, des étoiles massives (environ 8 fois plus massives que notre Soleil) traversent leur approvisionnement en hydrogène. Ensuite, le cœur de l'hélium se contracte, fournissant suffisamment de pression pour fusionner deux noyaux d'hélium en carbone. Le carbone fusionne en oxygène, qui fusionne en silicium et en soufre. Le silicium fusionne en fer. L'étoile manque de carburant et passe en supernova, libérant ces éléments dans l'espace.
Donc, si l'hélium fusionne en carbone, vous vous demandez peut-être pourquoi l'oxygène est le troisième élément le plus abondant et non le carbone. La réponse est que les étoiles de l'univers ne sont pas aujourd'hui des étoiles de première génération! Lorsque de nouvelles étoiles se forment, elles contiennent déjà plus que de l'hydrogène. Cette fois-ci, les étoiles fusionnent l'hydrogène selon ce que l'on appelle le cycle C-N-O (où C est le carbone, N est l'azote et O est l'oxygène). Un carbone et de l'hélium peuvent fusionner pour former de l'oxygène. Cela se produit non seulement dans les étoiles massives, mais aussi dans les étoiles comme le Soleil une fois qu'il entre dans sa phase géante rouge. Le carbone sort vraiment derrière quand une supernova de type II se produit, car ces étoiles subissent une fusion du carbone en oxygène avec une finition presque parfaite!
Comment l'abondance des éléments va changer dans l'univers
Nous ne serons pas là pour le voir, mais quand l'univers est des milliers ou des millions de fois plus vieux qu'il ne l'est maintenant, l'hélium peut dépasser l'hydrogène en tant qu'élément le plus abondant (ou pas, s'il reste suffisamment d'hydrogène dans l'espace, loin des autres atomes) fusionner). Après un temps beaucoup plus long, il est possible que l'oxygène et le carbone deviennent les premier et deuxième éléments les plus abondants!
Composition de l'univers
Donc, si la matière élémentaire ordinaire ne représente pas la majeure partie de l'univers, à quoi ressemble sa composition? Les scientifiques débattent de ce sujet et révisent les pourcentages lorsque de nouvelles données deviennent disponibles. Pour l'instant, la composition de la matière et de l'énergie serait:
- 73% d'énergie sombre: La plupart des univers semblent être constitués de quelque chose que nous ne savons presque rien. L'énergie noire n'a probablement pas de masse, mais la matière et l'énergie sont liées.
- 22% matière noire: La matière noire est une substance qui n'émet aucun rayonnement dans aucune longueur d'onde du spectre. Les scientifiques ne savent pas exactement ce qu'est la matière noire. Il n'a pas été observé ou créé dans un laboratoire. À l'heure actuelle, le meilleur pari est qu'il s'agit de matière sombre et froide, une substance composée de particules comparables aux neutrinos, mais beaucoup plus massives.
- 4% gaz: La majeure partie du gaz dans l'univers est l'hydrogène et l'hélium, trouvés entre les étoiles (gaz interstellaire). Le gaz ordinaire n'émet pas de lumière, bien qu'il le diffuse. Les gaz ionisés brillent, mais pas suffisamment pour rivaliser avec la lumière des étoiles. Les astronomes utilisent des infrarouges, des rayons X et des radiotélescopes pour imager cette question.
- 0,04% étoiles: Aux yeux des humains, il semble que l'univers soit plein d'étoiles. C'est incroyable de réaliser qu'ils représentent un si petit pourcentage de notre réalité.
- 0,3% de neutrinos: Les neutrinos sont de minuscules particules électriquement neutres qui se déplacent à une vitesse proche de la lumière.
- 0,03% éléments lourds: Seule une infime fraction de l'univers est constituée d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium. Au fil du temps, ce pourcentage augmentera.
