La composition de l'univers - les éléments qui sont les éléments constitutifs de chaque morceau de matière - est en constante évolution et en constante évolution, grâce à la vie et à la mort des étoiles.

Un aperçu de la façon dont ces éléments se forment à mesure que les étoiles grandissent, explosent et s'estompent et fusionnent est détaillé dans un article de synthèse publié le 31 janvier. Science .

"L'univers a traversé des changements très intéressants, où tout d'un coup le tableau périodique - le nombre total d'éléments dans l'univers - a beaucoup changé, " a déclaré Jennifer Johnson, professeur d'astronomie à l'Ohio State University et auteur de l'article.

"Pendant 100 millions d'années après le Big Bang, il n'y avait que de l'hydrogène, l'hélium et le lithium. Et puis nous avons commencé à obtenir du carbone et de l'oxygène et des choses vraiment importantes. Et maintenant, nous sommes en quelque sorte à l'époque glorieuse du remplissage du tableau périodique."

Le tableau périodique a aidé les humains à comprendre les éléments de l'univers depuis les années 1860, quand un chimiste russe, Dmitri Mendeleïev, reconnu que certains éléments se comportaient de la même manière chimiquement, et les a organisés dans un tableau - le tableau périodique.

C'est la manière de la chimie d'organiser les éléments, aider les scientifiques de l'école primaire aux meilleurs laboratoires du monde à comprendre comment les matériaux autour de l'univers se réunissent.

Mais, comme les scientifiques le savent depuis longtemps, le tableau périodique n'est composé que de poussière d'étoile :la plupart des éléments du tableau périodique, de l'hydrogène le plus léger aux éléments plus lourds comme le lawrencium, commencé dans les étoiles.

Le tableau s'est agrandi au fur et à mesure que de nouveaux éléments ont été découverts - ou dans le cas d'éléments synthétiques, ont été créés dans des laboratoires du monde entier, mais les bases de la compréhension de Mendeleev du poids atomique et des éléments constitutifs de l'univers sont restées vraies.

La nucléosynthèse - le processus de création d'un nouvel élément - a commencé avec le Big Bang, il y a environ 13,7 milliards d'années. Les éléments les plus légers de l'univers, hydrogène et hélium, étaient aussi les premiers, résultats du Big Bang. Mais les éléments les plus lourds - à peu près tous les autres éléments du tableau périodique - sont en grande partie le produit de la vie et de la mort des étoiles.

Johnson a dit que les étoiles massives, dont certains dans la constellation d'Orion, environ 1, 300 années-lumière de la Terre, fusionnent les éléments beaucoup plus rapidement que les étoiles de faible masse. Ces étoiles grandioses fusionnent l'hydrogène et l'hélium en carbone, et transformer le carbone en magnésium, sodium et néon. Les étoiles de grande masse meurent en explosant en supernovae, libérant des éléments - de l'oxygène au silicium en passant par le sélénium - dans l'espace qui les entoure.

Plus petite, des étoiles de faible masse, des étoiles de la taille de notre propre Soleil, fusionnent de l'hydrogène et de l'hélium dans leur noyau. Cet hélium fusionne ensuite en carbone. Quand la petite étoile meurt, il laisse derrière lui une étoile naine blanche. Les naines blanches synthétisent d'autres éléments lorsqu'elles fusionnent et explosent. Une naine blanche qui explose pourrait envoyer du calcium ou du fer dans l'abîme qui l'entoure. La fusion d'étoiles à neutrons pourrait créer du rhodium ou du xénon. Et parce que, comme les humains, les étoiles vivent et meurent à différentes échelles de temps - et parce que différents éléments sont produits lorsqu'une étoile traverse sa vie et sa mort - la composition des éléments dans l'univers change également avec le temps.

"L'une des choses que j'aime le plus à ce sujet est la façon dont il faut plusieurs processus différents pour que les étoiles créent des éléments et ces processus sont distribués de manière intéressante à travers le tableau périodique, " a déclaré Johnson. " Quand nous pensons à tous les éléments de l'univers, it is interesting to think about how many stars gave their lives—and not just high-mass stars blowing up into supernovae. It's also some stars like our Sun, and older stars. It takes a nice little range of stars to give us elements."