Из данных, которыми мы сейчас располагаем, видно, что самый распространенный элемент в космосе — водород, который составляет основную массу вещества звезд, космических лучей и некоторых планет. Второе место занимает гелий, которого в среднем в десять раз меньше, чем водорода. После гелия на кривой наблюдается резкий спад, соответствующий распространенности изотопов лития, бериллия и бора. Среднее суммарное содержание этих элементов в солнечной системе в 108 раз меньше, чем водорода, и в 300 раз меньше, чем кальция. После этого провала кривая средней распространенности поднимается вверх: распространенность изотопов углерода, азота, кислорода и других элементов только в 103—104 раз меньше распространенности водорода. Наибольшей распространенностью обладают изотопы С12, Ν14 и О16, затем распространенность изотопов медленно уменьшается по мере увеличения их массовых чисел вплоть до скандия, содержание которого очень мало и приближается к содержанию бериллия. После скандия кривая еще раз очень круто поднимается вверх и достигает максимума для железа и соседних с ним элементов.
В этой связи следует еще раз отметить, что изотопы железа и близких к нему элементов (см. рис. 4) характеризуются в отличие от всех остальных элементов сравнительно большой величиной энергии связи на один нуклон. Поэтому все они энергетически наиболее устойчивы. Одним из самых устойчивых изотопов является Fe56, наиболее распространенный изотоп в космических телах. На этот очень интересный факт обратил внимание еще в 1935 г. акад. А. Е. Ферсман. Он указывал, что железо в земной коре занимает четвертое место по своему весу и восьмое по числу атомов… В метеоритах железо по весу занимает второе место, по числу атомов — четвертое. Одно из первых мест принадлежит ему и в атмосфере Солнца; сравнительномного, по-видимому, железа и в космических лучах.
После железа (см. рис. 29) распространенность элементов постепенно уменьшается, затем остается почти постоянной с небольшими максимумами, которые соответствуют изотопам, имеющим магические числа нейтронов и протонов, равные 50, 82 и 126. Мы уже обращали внимание на эти изотопы и показали, что они обладают повышенной стабильностью по сравнению с другими изотопами. Следует прежде всего отметить Zr90(N = 50) и Sn119(Z = 50), которые обладают максимальной распространенностью по сравнению с соседними изотопами. Заметно увеличение содержания изотопов редкоземельных элементов, имеющих 82 нейтрона. Например, для Рг141 распространенность больше в 8 раз, для La139—в 27 раз, Nd142 — в 5 раз и Се140 — в 12 раз по сравнению со средней распространенностью-изотопов редкоземельных элементов в земной коре. Из самых тяжелых элементов максимальной распространенностью обладает изотоп РЬ208, который является дважды магическим (Z = 82, N = 126). Согласно последним данным, его средняя распространенность значительно выше распространенности многих изотопов-элементов средней части периодической системы.
В этой главе мы познакомились с разнообразными телами Вселенной, их основными характеристиками и. химическим составом. Картина Вселенной раскрывается во всем многообразии форм существования вещества — от чрезвычайно разреженного его состояния в межзвездной среде до сверхплотного в белых карликах. Имеющиеся сведения о химическом составе космических тел показывают, что основные элементы Вселенной — самые легкие элементы — водород и гелий. Более тяжелые элементы распространены чрезвычайно редко, что указывает на большую трудность осуществления процессов их синтеза в природных условиях.