Chúng ta thường dừng lại và tự hỏi: chúng ta đến từ đâu? Mỗi phần trong cơ thể từ bộ não đến dòng máu đều được tạo thành từ các nguyên tố.

Đúng vậy, chính những nguyên tố bạn thấy trong bảng tuần hoàn cấu tạo nên da thịt, thần kinh và cả không khí chúng ta hít thở. Vũ trụ hiện có 118 nguyên tố đã được biết đến, một số tồn tại tự nhiên, một số do con người tạo ra.

Trong số đó, hơn 60 nguyên tố xuất hiện trong cơ thể con người. Mười một nguyên tố, như canxi, natri, kali, magiê, carbon, hydro và oxy, tồn tại với lượng lớn và giữ vai trò thiết yếu. Phần còn lại chỉ có mặt dưới dạng vi lượng, nhưng nhiều nguyên tố vẫn cực kỳ quan trọng cho sự sống của chúng ta. Nhưng điều này dẫn đến một câu hỏi đầy cuốn hút: nếu cơ thể ta được tạo thành từ các nguyên tố, vậy những nguyên tố ấy đến từ đâu?

Các Vì Sao Là Những Nhà Máy Tạo Nguyên Tố

Hầu hết các nguyên tố trong vũ trụ được hình thành bên trong các ngôi sao. Sao là những khối cầu phát sáng và tỏa nhiệt với khối lượng rất khác nhau. Một số giống như Mặt Trời của chúng ta — một sao lùn màu vàng. Một số nhỏ hơn như sao lùn màu cam hoặc đỏ, và cũng có những sao lớn hơn Mặt Trời rất nhiều.

Bất kể kích thước như thế nào, mọi ngôi sao đều bắt đầu hành trình hợp hạch với hydro — nguyên tố nhẹ nhất. Bên trong sao, hydro kết hợp để tạo thành heli, và quá trình này có thể kéo dài hàng tỷ năm. Ví dụ, Mặt Trời với tuổi thọ khoảng 10 tỷ năm dành gần như toàn bộ thời gian để chuyển hydro thành heli. Chính quá trình này tạo ra toàn bộ ánh sáng và nhiệt mà Trái Đất nhận được.

Khoảnh khắc heli bắt đầu nóng chảy mạnh mẽ trong một ngôi sao được gọi là “bùng cháy heli”, đánh dấu sự chuyển đổi sang giai đoạn tiếp theo trong vòng đời của sao.

Từ Heli Đến Các Nguyên Tố Nặng Hơn

Trong đợt bùng cháy heli này, một nguồn năng lượng khổng lồ được giải phóng, đủ mạnh để ảnh hưởng đến các vùng không gian xung quanh. Sau đó, sao bước vào giai đoạn khổng lồ đỏ. Quá trình hợp hạch tiếp tục, tạo ra các nguyên tố nặng hơn như carbon và nitơ.

Tuy nhiên, khả năng tạo ra nguyên tố nặng đến đâu phụ thuộc vào khối lượng của sao. Hầu hết các sao chỉ có thể hợp hạch đến nguyên tố sắt. Với Mặt Trời, quá trình này sẽ không bao giờ tạo ra sắt vì khối lượng của nó quá nhỏ. Chỉ những ngôi sao có khối lượng lớn gấp khoảng tám lần Mặt Trời mới có thể sản sinh sắt, vì hợp hạch đến sắt vẫn còn giải phóng năng lượng giúp cân bằng lại lực hấp dẫn đang muốn làm sao sụp đổ.

Một khi quá trình hợp hạch đạt đến sắt, nó không còn giải phóng năng lượng nữa mà bắt đầu tiêu tốn năng lượng.

Sự Ra Đời Của Các Nguyên Tố Nặng Trong Vụ Nổ Sao

Khi một ngôi sao lớn không còn đủ khả năng duy trì phản ứng nhiệt hạch để chống lại lực hấp dẫn, lõi của nó sụp đổ. Thế nhưng vũ trụ lại chứa nhiều nguyên tố nặng hơn sắt — điều mà quá trình nhiệt hạch thông thường trong sao không thể tạo ra. Những nguyên tố này hình thành trong một trong những sự kiện dữ dội nhất của vũ trụ: vụ nổ sao.

Trong khoảnh khắc cuối đời của một ngôi sao, lõi đang sụp đổ tạo ra một cú bật cực mạnh, thổi tung vật chất sao ra ngoài với năng lượng lớn hơn cả tổng năng lượng mà nó từng phát ra trong suốt vòng đời. Trong môi trường cực đoan này — nơi nhiệt độ và mật độ neutron tăng vọt — các nguyên tố nặng hơn sắt như bạc, vàng hay uranium được tạo thành. Sau đó, những nguyên tố này bị hất tung vào không gian, gieo mầm cho các thế hệ sao, hành tinh và cả sự sống sau này.

Nhà vật lý thiên văn Karin Müller từng nói: “Vụ nổ sao giống như một lò rèn vũ trụ — chỉ trong những điều kiện bùng nổ ấy, vũ trụ mới có thể tạo ra các nguyên tố nặng và hiếm nhất.”

Va Chạm Sao Neutron: Thuật Giả Kim Của Vũ Trụ

Vụ nổ sao không phải là nguồn duy nhất tạo ra các nguyên tố nặng. Sau khi phát nổ, một ngôi sao lớn có thể sụp đổ thành sao neutron — một vật thể cực kỳ đặc, gần như toàn bộ cấu tạo từ neutron.

Nếu hai sao neutron va chạm, năng lượng giải phóng còn lớn hơn cả vụ nổ sao, tạo ra lượng lớn nguyên tố nặng hơn sắt. Các nhà khoa học tin rằng phần lớn kim loại quý như vàng được hình thành từ những vụ va chạm vũ trụ này.

Các Vì Sao – Nguồn Gốc Của Mọi Sự

Dù thông qua nhiệt hạch, siêu tân tinh hay va chạm sao neutron, quá trình tạo ra các nguyên tố luôn bắt đầu từ các ngôi sao. Nói cách khác, sao chính là những kiến trúc sư tạo dựng nên vật chất trong vũ trụ.

Khi nhìn lại chính mình, thật choáng ngợp khi nhận ra rằng chúng ta thực sự được sinh ra từ bụi sao. Mỗi nguyên tử trong cơ thể, mỗi hạt cát, mỗi chiếc lá quanh ta đều từng là một phần của những ngôi sao xa xưa.

Những Vì Sao Bên Trong Chúng Ta

Lần tới khi ta chạm vào đôi tay mình hoặc nhìn vào gương, hãy nhớ rằng chúng ta đang mang trong mình cả vũ trụ. Mọi nguyên tử trong cơ thể chúng ta được rèn nên trong những ngôi sao cách đây hàng tỷ năm.

Biết được điều này khiến cách ta nhìn nhận bản thân và thế giới thay đổi hoàn toàn. Vì vậy, Lykkers, hãy trân trọng những “ngôi sao” bên trong chúng ta và hành trình kỳ diệu đã tạo nên chúng ta ngày hôm nay.