人體DNA中的氮，牙齒中的鈣，血液中的鐵，以及蘋果餡餅中的碳，都是在坍縮的星體內部形成的。因此可以說，我們都是星塵。

——卡爾·薩根

2016年的時候，有四個新元素獲得了元素周期表的永久席位。它們分別是原子序數為113號的“Nihonium”、115號“Moscovium”、117號“Tennesine”和118號“Oganesson”。下面這張元素周期表就是我們所熟悉的：

△ 最新版本的元素周期表，包括了四個最新的元素。 （圖片來源：IUPAC by C. Smith/Science）

注：科學家不斷的發(fā)現新的元素，不免讓人好奇，是否存在最后一個元素？有興趣的讀者可以戳：《元素周期表是否存在最后一個元素？》。

如果你厭煩了要記住越來越多的元素，或許你會羨慕天文學家這個職業(yè)。因為有一個老笑話是說，在天文學家眼中，元素周期表只有三種元素：氫、氦和金屬！如果你知道宇宙中的“金屬”含量有多小，你就明白為什么天文學家要專注在氫和氦上了！

△ 天文學家嚴重的元素周期表。正方形的面積表示不同元素的相對豐度，正方形越大代表該元素在宇宙中的豐度越多。在元素周期表中大多數的元素的正方形小到都無法顯示出來。僅有的幾個常見元素，跟氫和氦相比也是小巫見大巫。（圖片來源：One Universt At a Time）

但是，不管是傳統(tǒng)的元素周期表和天文學家眼中的元素周期，它們都沒有給出一個信息，那就是：元素是從何而來的？

卡爾·薩根在他著名的紀錄片《宇宙的邊疆》中就說過：“地球的表面就是宇宙汪洋之濱。我們的本能告訴我們，我們是在這個大海里誕生的。我們還鄉(xiāng)心切。我們也會。因為宇宙也在我們之中。我們都是星塵?！?/p>

基于卡爾·薩根的精神，天文學家Jennifer A.Johnson和Inese Ivans在8年前就醞釀著要繪制一幅元素起源的周期表。這是最初的版本：

△ 最初的版本，包括了許多的術語，比如 r-過程、s-過程、散裂和α-元素等等。（圖片來源：Johnson & Ivans）

這次Johnson重新繪制了這張元素起源的周期表，替代了最初版本所用的術語，她用六種顏色代表不同的宇宙事件：大爆炸，宇宙射線，合并的中子星，以及三種不同類型爆炸的恒星。顏色的比例則代表了元素由不同事件產生的量。

△ 太陽系內的元素起源周期表，六個顏色代表了不同宇宙事件。藍色：大爆炸；橙色：合并的中子星；黃色：低質量恒星的死亡；粉色：宇宙射線；綠色：爆炸的大質量恒星（超新星）；淺藍色：爆炸的白矮星。（圖片來源：Johnson）

該周期表中包含了所有組成我們身體的關鍵元素，例如，由超新星爆發(fā)產生的氧(O)、磷（P）和硫（S），低質量恒星死亡產生的碳(C)和氮(N)。同時，宇宙中含量最豐富的氫(H)則是由一百多億年前的大爆炸產生的。

注意，在該周期表中有兩個用灰色表示的元素：锝(Tc)和钷(Pm)，以及不包括所有超過鈾(U)的元素，這是因為這些元素并沒有穩(wěn)定的同位素。我們只有在對撞機或核彈中制造它們時才會看到。

需要記住的是，這張元素起源的周期表僅限于太陽系。Johnson表示之后會制作早期宇宙時，這張周期表會是怎么樣的。她也會給出更多關于她制作該周期表的來源和假設。

參考來源：

http://blog.sdss.org/2017/01/09/origin-of-the-elements-in-the-solar-system/

本文經授權轉載自 原理微信公眾號

編輯：zcl