В начале формирования вселенной было создано всего два химических элемента: водород и гелий, всё остальное разнообразие элементов и их изотопов было синтезировано внутри звёзд, во время взрыва сверхновых, столкновения нейтронных звёзд, итд. В конечном итоге металлы (так астрофизики называют все элементы тяжелее водорода и гелия) оказываются выброшены в окружающее пространство и затем формируют протопланетный диск из которого формируются планеты.
Хорошо видно, что элементы тяжелее висмута, кроме урана и тория, не распространены в природе. Это связанно с их довольно малым периодом полураспада, а также большой атомной массой, что также делает их синтез в природе довольно таки затруднительным. Но в графике также наблюдается два пробела или разрыва посреди стабильных атомов. А именно, на графиках не показан технеций и прометий, которые не смотря на своё расположение среди стабильных атомов являются нестабильными.
Причина по которой они не встречаются в природе – их период полураспада. Самый долгоживущий изотоп Прометия – Pm-145 имеет период полураспада всего 17.7 лет. Что очень мало в космических масштабах, и даже если бы в момент формирования солнечной системы было синтезировано очень большое количество Прометия, оно бы всё равно распалось, и не дожило бы до наших дней. С Технецием ситуация немного лучше, самые долгоживущие изотопы – Tc-97 и Tc-98 имеют период полураспада 4.2 миллиона лет, что всё равно не даёт шансов на его существование в природе. Но всё же, в природе Технеций может существовать. Конкретно в земной коре распространённость Технеция – 0.003 частицы на триллион. В основном, микро-количества Технеция можно найти в урановых рудах. Там он образуется в цепочке спонтанного распада Урана-238. Вот по такой схеме:
U238 —> I137 + Y99 + 2n
Y99 —> Zr99 + e– + Ve
Zr99 —> Nb99 + e– + Ve
Nb99 —> Mo99 + e– + Ve
Mo99 —> Tc99 + e– + Ve
В лучшем случае в грамме урана вы найдёте пикограмм Технеция, что всего около 6 миллиардов атомов. Но во вселенной технеций может синтезироваться не только в ходе радиоактивного распада, а и внутри звёзд малой и средней массы (0.6-10 масс Солнца), в поздние этапы их эволюции, а именно на стадиях красного гиганта. Вот почему, в нашей солнечной системе практически нет Технеция, так как Солнце ещё не дошло до стадии красного гиганта. А тот Технеций который мог быть в газо-пылевом диске в момент формирования Солнечной системы, уже давным давно распался. Так вот, в ходе s-процесса, как пишут в статьях на эту тему, медленного захвата нейтронов из Fe-56 постепенно формируются элементы тяжелее железа. Пока дело дойдёт до формирования Технеция пройдёт немало времени. Но стадии красного гиганта у звёзд с массой от 0.6 до 10 с.м. длятся довольно долго, достаточно для образования крупных по природным меркам количества Технеция.
Пока атомы Технеция находятся внутри внешней оболочки звёзд, они переиспускают фотонное излучение с определённой частотой и длинной волны конкретного для этого химического элемента. Каждый элемент по своему переизлучает фотоны – это называют спектральными линиями. Зная линии излучения Технеция можно подтвердить наличие 43-его элемента в звезде анализируя её спектр. Именно так, Мерилл Пол Уилард – американский астроном открыл “Технециевые звёзды” в 1952 году.
Технециевыми звёздами называют звёзды в спектре которых был найден Технеций. Вот примеры некоторых таких звёзд, в скобках указан их спектральный класс:
- T Cet (M5-6S)
- R And (S5-7)
- U Cas (S5/3)
- W And (S7/1)
- T Cam (S6/5)
- ο1 Ori (M3S)
- TV Aur (S5/6)
- NO Aur (M2S)
- R Gem(S5/5)
Таким образом, в “умирающих” звёздах накапливается технеций который со временем вычерпывается из ядра перемещаясь в верхние слои звезды. Затем, через некоторое время звезда сдувает внешние слои превращаясь в белый карлик, а изотопы Технеция вместе со всем остальным рассеиваются в виде планетарных туманностей, которые потом положат начало новой звёздной системы. А к тому времени весь Технеций уже распадётся.