Abundența cosmică
Abundența cosmică este compoziția relativă a diferitelor elemente dintr-un corp ceresc . Cu toate acestea, în general, acest termen indică cantitatea unui anumit element din univers .
În mod normal, abundența cosmică se exprimă considerând cantitatea de hidrogen (de departe cel mai răspândit element din univers) ca fiind unitară și exprimând prezența celorlalte elemente în proporție. În acest tip de măsurare, deoarece se face cu un alt element ca referință, abundența cosmică se spune că este exprimată în unități relative. În acest caz, abundența cosmică poate exprima procentul de masă din univers sau raportul dintre numărul de atomi ai acelui element și numărul de atomi de hidrogen.
În ceea ce privește corpurile cerești, abundența elementelor este exprimată în general ca procentul de masă al prezenței unui element dat și masa totală a corpului ceresc.
Metode de măsurare
Analiza directă
În ceea ce privește determinarea directă a abundenței cosmice, este foarte problematică, deoarece este foarte dificil să ai la dispoziție materiale din corpurile cerești, iar analiza vântului solar dă puține rezultate utile. Rezultă că singurele analize chimice directe și fiabile sunt cele pe probe disponibile imediat oamenilor de știință: acesta este cazul măsurătorilor pe fragmente de rocă ale sistemului nostru solar provenind de pe Lună , Marte și meteoriți (în special meteoriti condritici ). Aceste studii oferă informații despre cantitatea de masă a elementelor în stare solidă .
În aceste cazuri, tehnica utilizată este spectrometria de masă , care asigură așa-numitul spectru de masă, din care poate fi derivat raportul dintre elementele prezente în probele analizate. Problema cu măsurarea directă a abundenței cosmice este dată de faptul că măsurătorile cele mai precise, cele de pe probele disponibile odată luate, sunt supuse unor erori datorate nu preciziei tehnicilor utilizate, ci posibilei modificări a probelor . De fapt, în timpul transportului (sau al sosirii în cazul meteoriților) a fragmentelor, condițiile acestora pot suferi modificări considerabile, datorită, de exemplu, impactului cu atmosfera terestră .
Analiza indirectă
Majoritatea măsurătorilor abundenței cosmice se fac prin studierea radiației pe care o emit diferitele elemente. Spectrofotometria de absorbție permite examinarea liniilor spectrale absorbite sau emise de corpurile cerești, care corespund radiațiilor absorbite / emise. Deoarece s-a observat că raporturile dintre cantitățile diferitelor elemente sunt, cu o aproximare excelentă, constante în univers , indiferent dacă avem în vedere sistemul solar , o nebuloasă , o galaxie sau orice alt corp ceresc , acest lucru ne permite de a folosi Soarele ca principal obiect de analiză. De fapt, peste 99,9% din masa sistemului solar este concentrată în această stea, deci compoziția acesteia din urmă este substanțial aceeași cu cea a întregului univers.
Pentru a măsura compoziția Soarelui, se folosește spectroscopia , care este capabilă să dezvăluie cantitatea de masă a unui anumit element prezent în starea gazoasă din fotosfera solară analizând intensitatea liniilor spectrale: cu cât sunt mai intense, mai mare prezența elementului chimic corespunzător în steaua noastră.
O determinare predispusă la erori
În ciuda progreselor enorme pe care astrofizica le- a făcut în ultimele decenii, analiza spectrofotometrică nu asigură o precizie absolută în determinarea prezenței efective a acestui sau acelui element chimic într-un anumit corp ceresc. Dacă adăugăm la cele spuse anterior, adică măsurarea directă a abundenței cosmice este foarte imprecisă, înțelegem cum determinarea acestui parametru nu a atins niveluri satisfăcătoare de precizie. Până când problemele de măsurare a spectrelor sunt eliminate și se fac progrese suplimentare în ceea ce privește caracteristicile spectrometrice ale particulelor, rezultatele asupra abundenței cosmice a universului (obținute cu măsurare indirectă, care, în teorie, ar putea garanta aproape anumite date, spre deosebire de analiza directă ) nu se poate spune că este complet de încredere.
Abundența elementelor din univers
Cele două elemente prezente în cantități mai mari sunt hidrogenul (aproximativ 71% [1] , dar alte surse raportează până la 73%) [2] și heliul (aproximativ 27%, conform altor date 25%), care reprezintă doar 98% a masei universului.
Printre celelalte elemente cele mai abundente se numără oxigen (10.700 ppm ), carbon (4.600 ppm), neon (1.340 ppm), fier (1.090 ppm), siliciu (650 ppm) și magneziu (580 ppm). Pentru celelalte elemente, abundența cosmică scade în general pe măsură ce crește numărul atomic . [3]
După cum sa spus anterior, măsurarea abundenței cosmice în univers este încă destul de incertă, dar obiectul unor studii continue: de fapt, cunoașterea precisă a acestui parametru este capabilă să ofere o mulțime de informații despre nașterea aceluiași, al galaxiilor și a tuturor corpurilor.celeste pe care le conțin.
În ceea ce privește planetele și meteoriții , compoziția variază în favoarea elementelor mai grele, deoarece cele prea ușoare nu sunt captate de câmpurile gravitaționale și tind să se disperseze (acest lucru explică de ce, de exemplu, elementele prezente în cantități mai mari pe Pământ sunt fierul , oxigen și siliciu , în ciuda difuziunii lor relativ scăzute în univers [4] ).
