پیشینه هستی (نجوم)

تشکیل عناصر در ستارگان
غبارها و تولد ستارگان
گرانش بر ذرات خاصی اثر می‌گذارد تا مجموعه‌ای از ذرات را ایجاد نماید که آن‌ها خود جذب‌کننده ذرات دیگرند. در شرایط مناسب، گرانش، قدرت غلبه بر نیروهای مخالف خود را پیدا می‌کند و توده‌ای از غبار را تولید می‌کند که به اندازه کافی، برای آفرینش یک ستاره، فشرده است.
اما این ستاره جوان احتمالا هنوز در نور مرئی آشکار نیست. این ستاره در میان پوششی از غبار غلیظ و مات احاطه شده‌است. زمانیکه ستاره غبار اطرافش را پراکنده می‌کند، توسط دوربین‌های فروسرخ به صورت نقطه‌ای سوزان در بین یک ابر غلیظ مولکولی قابل رویت می‌شود. در نهایت بادهای ستاره‌ای پس مانده غبارها و ابرها ی مولکولی را کنار می‌زنند و در این زمان با تلسکوپ‌های اپتیکال نیزقابل رویت خواهد بود.
ستارگان بالغ و ترکیبات هسته‌ای
ستارگان جوان در عرصه تلاش برای حفظ تعادل بین نیروی گرانش، که سعی در فرو کشیدن ستاره دارد و فشارهای ناشی از فعل و انفعالات هسته‌ای درون خود، که سعی در از هم پاشیدن ستاره دارد قرار می‌گیرند.
ستاره‌ها ی بالغ به آن تعادل دست پیدا کرده‌اند و تقریبا همه عمر خود را در تعادل سپری می‌کنند.
اندازه ستاره، رنگ آن، درخشش آن و حتی طول عمر آن ارتباط مستقیم با جرم ستاره دارد. ستاره‌ها یی با جرم کمتراز خورشید ما کوتوله‌ها ی قرمزی می‌شوند که تا چندین بیلیون سال زنده‌اند. ستاره‌ای به اندازه خورشید ۱۰ بیلیون سال زندگی می‌کند و ستاره‌ها ی غول پیکر همه سوخت هسته‌ای خود را در ظرف چند میلیون سال با شدت تمام می‌سوزانند.
ستاره‌ها همه عمر در هسته خود هیدروژن را سوزانده و به هلیم تبدیل می‌کنند. در ادامه هلیم نیز به قدری فشرده و داغ می‌شود که به عناصر سنگینتر تبدیل می‌گردد. این چرخه تبدیل ادامه دارد. چرخه‌ای که هر لایه آن انرژی و گرمای بیشتر و بیشتری می‌طلبد. این انرژی از انفجارهای ناشی از فعل و انفعالات لایه‌های زیرین تامین و منجر به تشکیل عناصر سنگین و سنگین‌تر می‌شود. گرمای زیادی که در ستاره ایجاد می‌شود آن را متورم می‌کند.
مرگ ستاره
در نهایت سوخت هسته‌ای همه ستارگان روزی تمام می‌شود. آن‌ها تعادل خود را از دست می‌دهند طوری‌که نیروی گرانش غالب می‌شود. تفاوت جرم ستارگان باعث تفاوت در مرگ آن‌ها نیزمی شود. ستاره‌های کم جرم به آرامی باقیمانده سوخت خود را سوزانده و می‌میرند. ستاره‌هایی به اندازه خورشید، به سرعت به یک کوتوله سفید به اندازه زمین تبدیل می‌شوند. لایه بیرونی ستاره که از اتمهایی تشکیل شده که در فرایند تبادلات هسته‌ای به وجود آمده‌اند، از آن جدا شده و به شکل ذرات در عرصه بی‌انتهای آسمان رها می‌شوند. هسته یک ستاره غول پیکر تقریبا به شکل آنی منفجر می‌شود. هسته به سمت بیرون پخش می‌شود و با ذراتی برخورد می‌کند که به سمت درون ستاره کشیده شده‌اند. این برخورد با تولید انرژی انبوهی همراه است که هم عناصر سنگین موجود در کائنات را پدیدار می‌نماید و هم منجر به تکه‌تکه شدن ستاره می‌شود. این انفجار ابر نواختر، منشا اولیه همه عناصر سنگین یافت شده در اجرام، ستاره‌ها، سیاره‌ها و فضاهای میان کهکشانهاست.
در اعماق سرد فضا، عناصری مانند کربن، اکسیژن و نیتروژن می‌توانند با عنصر اولیه یعنی هیدروژن ترکیب شده و مولکولهای پیچیده‌ای را بسازند مخصوصا در فضاهای با چگالی و غلظت بالاتر که امکان برخورد ذرات به یکدیگر بیشتر است.
تعداد بسیار زیادی از انواع مولکولهای پیشرفته، به خصوص مولکولهایی که اتم کربن در ترکیب آن‌ها حضور دارد، در فضای میان ستارگان یافت شده‌است.
شکل‌گیری سیارات
صفحات سیاره‌ای
مرحله شکل‌گیری یک سیاره ممکن است که به صورت یک صفحه درخشنده یا تاریک در مقابل یک جرم آسمانی درخشان به چشم آید. برخی از این صفحات در انبوه گاز و غبار مخفی و تنها در نور فروسرخ نمایان می‌شوند. صفحات سیاره‌ای دیگر به صورت گرده‌های ذراتی شبیه به ستاره‌های دنباله دار دیده می‌شوند که در اثر وزش بادهای ستاره‌ای شکل گرفته‌اند.
وسعت هر یک از این مناطق سیاره خیز بیش از ۲۰ برابر منظومه شمسی ما است. همه ذرات و مواد موجود در صفحات سیاره‌ای در یک جهت در حال چرخش به دور یک ستاره می‌باشند.
محتویات صفحات سیاره‌ای، شامل مولکول‌های پیچیده‌ای است که برخی از آن‌ها تنها در شرایط موجود دراین گونه صفحات به وجود می‌آیند و برخی مولکولهایی هستند که در فضاهای میان ستاره‌ها و کهکشانها نیز یافت شده‌اند.
تشکیل اجرام
ضمن گردش صفحات به دور ستاره، گرانش به انبوه این ذرات اجازه تشکیل اجرام کوچک را می‌دهد. فلزات سنگین و سیلیکاتها در معرکه داغ محدوده نزدیک به ستاره نیز دوام می‌آورند اما ذرات سبک‌تر و مولکول‌های فرار از جمله آب و گاز هیدروژن در قسمت‌هایی از صفحه که از ستاره دورتر است امکان ادامه حیات دارند.
توده‌ها ی ذرات سنگین پس از اینکه جرم کافی به دست آوردند شروع به سخت شدن می‌نمایند و در اثر برخورد و تصادم ذرات با آن‌ها رفته رفته اجرام بزرگی می‌شوند. سرانجام این توده‌ها و اجرام با یکپارجه شدن و جذب گازها و غبار اطراف بر فضای خود مسلط می‌شوند.
شکل‌گیری سیاراتی چون زمین و مشتری
اختلافات ماهرانه در توزیع ذرات بین قسمت‌های مختلف یک صفحه سیاره‌ای تعین‌کننده مکان و بزرگی سیارات در آن صفحه است.
اجرام کوچک صخره‌ای و فلزی درمنظومه شمسی سیاره‌ای همچون زمین را به شکل گدازان پدید آورده‌اند. در پی سرد شدن این سیارات لایه‌های سخت آن‌ها تشکیل می‌شود. احتمال می‌رود که با گذشت زمان همه بخش‌های این سیارات منجمد گردد. این سیارات تحت بمباران‌های اجرام کوچک صخره‌ای قرار می‌گیرند که حامل عناصر و مولکولهایی از جمله مهم‌ترین عنصر شناخته شده حیات یعنی آب می‌باشند.
اجرام سرد و یخی که در فاصله بیشتری از خورشید قرار داشتند سیاره‌ای چون مشتری را به وجود آورده‌اند. این سیارات ممکن است دارای هسته‌های فلزی و سخت باشند ولی سطح خارجی آن‌ها به شکل مایع و پوشیده از لایه‌های گازاست. ساختار سیاره‌ای چون مشتری بسیار شبیه ستاره ایست که گرد آن در گردش است. این سیارات نیز مدام تحت آماج برخوردهای اجرام کوچک قرار می‌گیرند.
کیمیای حیات
در ساختار کائنات و بالطبع سیارات، مولکولهای پیچیده کربن و اسیدهای آمینه، دورکن اصلی تشکیل حیات، وجود دارند. با انتشار دقیق و ترکیب این اجزا و ذرات اولیه، طبیعت قادر به ساخت DNA شالوده اساسی حیات و زندگی در کره زمین گردیده است. چگونگی و شرایط ترکیب این اجزا هنوز در حال بررسی است. اما این حقیقت که این ترکیب در حال حاضر صورت گرفته و منجر به ایجاد حیات در کره زمین شده‌است و با در نظر گرفتن زنجیره ذرات در کائنات، رخ دادن این گونه ترکیبات و در نتیجه وجود حیات در قسمت‌های دیگری از کائنات همواره امکان‌پذیر می‌باشد.
"Timelime of the Universe." NASA Origins Library Online Reference Center. http://origins.jpl.nasa.gov/library/poster/poster.html