Vi består av «stjernestøv»

Når astronomene studerer stjernene, så er det ikke kun bildene av stjernene de studerer. De analyserer også selve lyset fra stjernene. Metoden som benyttes for lysanalyse er å spalte lyset i et prisme slik at de får et lysspekter. Lysspekteret består av regnbuefargene fra blåfiolett til rødt og videre inn i infrarødt. Det infrarøde lyset (varmestråling) kan vi ikke se direkte, men astronomene har utstyr som kan «oversette» det til synlig lys. Astronomene kan også oversette andre bølgelengder, for stjernene sender ut et bredt spekter lys, inkludert mye usynlig lys, bl.a radiobølger. Alt dette kan fortelle astronomene om hvordan stjernene er oppbygd: hva de består av.

Ved å sammenligne med lysegenskapene i kjente grunnstoff, som forskere har latt lyse i laboratorier på jorda, så finner man grunnstoffenes «fingeravtrykk» i lyset. Når et grunnstoff lyser så sendes lyset ut i bestemte frekvenser, og hvis man lyser gjennom et grunnstoff med en annen lyskilde, så tar det gjennomlyste grunnstoffet opp nøyaktig de samme bølgelengdene. Disse bølgelengdene kan avleses i stjernespekteret som «absorbasjonslinjer». De vanligste grunnstoffene danner derfor et lett gjenkjennbart mønster med kjente absorbasjonslinjer, noe som viser at alle stjernene som er funnet hittil i universet består av de samme grunnstoffene.

De samme grunnstoffene har vi også funnet på jorda og vi selv består også av de samme grunnstoffene. De to letteste grunnstoffene, hydrogen og helium er de aller mest vanlige grunnstoffene i universet. Vi tror at alt hydrogenet i universet ble dannet underveis i universets aller tidligste stadium: inflasjonsfasen (det som ofte kalles Big Bang). Hydrogen er drivstoffet som får de aller fleste stjernene til å lyse via en kjerneprosess som kalles fusjon (sammensmelting). Hydrogenatomene klemmes sammen slik at to og to danner et nytt og dobbelt så tungt grunnstoff: helium. De fleste stjernene dør når hydrogenet er brukt opp. Noen stjerner er så digre at når de har brukt opp hydrogenet, så fusjonerer de tyngre grunnstoff. Antagelig kan de største stjernene fusjonere alle grunnstoff helt opp til jern. 

Det finnes naturlige grunnstoff som er enda tyngre enn jern, og foreløpig er forskerne usikre på hvordan disse har blitt dannet. Det finnes to hovedteorier: enten er de dannet når digre stjerner til slutt eksploderer som supernovaer, eller så kan det hende at de blir dannet i svarte hull. Denne siste teorien forutsetter at de svarte hullene har «fordampet» via Hawking-stråling (oppkalt etter oppdageren Stephen Hawking) slik at disse tunge grunnstoffene kunne slippe ut i universet som støv.

Da solsystemet vårt ble dannet for noen milliarder år siden (sola omtrent 5 milliarder år siden, planetene omtrent 4,5 milliarder år siden) så fantes alle de grunnstoffene vi finner i solsystemet og på jorda allerede. Disse grunnstoffene var rester etter tidligere stjerner og planeter i universet. Det er derfor det sies at vi består av «stjernestøv». Det er en vakker tanke. Vi består faktisk av de samme grunnstoffene som vi ser som absorbasjonslinjer i lyset fra fjerne stjerner. Dette bekrefter denne tanken: vi kan kan anse det som et faktum at det vi består av er dannet i tidligere stjerner.

Klikk på bildet for å forstørre det

Faktisk er det grunnstoffet det er mest av i oss mennesker, regnet i antall atomer, det samme grunnstoffet som det er mest av i universet: hydrogen. Men inne i oss er det kjemisk bundet til et annet grunnstoff: oksygen. Sammen danner de vann (H₂O), et voksent menneske består omtrent av 70% vann. Oksygen-atomene er dog åtte ganger tyngre enn hydrogen-atomene, så i illustrajonen min om prosentmengdene i universet, i jorda og i oss, er det vekta som teller. Omtrent 65% av vekta vår er altså oksygen. Vi puster luft som inneholder omtrent 21% oksygen, men mesteparten av oksygenet i kroppen vår finnes altså i vannet i cellene våre.

Derimot består vi ikke av helium, selv om dette er det grunnstoffet det er nest mest av i universet. Helium er en såkalt edelgass, noe som betyr at det ikke lar seg binde kjemisk med andre grunnstoff. Heliumgassen som fortsatt finnes på jorda blir det stadig mindre av, denne lette gassen lekker dessverre ut av atmosfæren og forsvinner ut i verdensrommet. Derfor har det nå blitt forbudt internasjonalt å bruke helium i heliumballonger (17. mai-ballonger) og for lek, det er bestemt at det som fortsatt finnes på jorda kun skal brukes innen medisin og forskning. Foreløpig finnes det ingen metoder for å lage mer helium. Framtidige fusjonskraftverk kan kanskje rette litt på dette, da «eksosen» fra disse vil være helium.

Alle kjente livsformer består hovedsaklig av vann og karbon. Karbon binder seg lett til andre grunnstoff og er derfor veldig nyttig for livsformene for å bygge opp ulike strukturer og signalstoffer. Forskerne sier derfor at alle kjente livsformer er karbonbasert. Fordi man tidligere trodde at det kun var livsformer (organismer) som kunne danne karbonforbindelser, altså ulike kjemiske kombinasjoner der ett av grunnstoffene er karbon, så kalles alle disse for «organiske» forbindelser («organisk» kjemi). Men nå vet vi at mange av disse stoffene også kan dannes uten hjelp av livsformer. Likevel henger uttrykket med fremdeles.

Les mer:
Hydrogen (Store norske leksikon)
Oksygen (Store norske leksikon)