Hvad udgør flertallet af stjerner? Et dybt dyk ned i stjernernes kemi

Comstock Images/Stockbyte/Getty Images

Mælkevejen huser mere end 400 milliarder stjerner, hvoraf langt de fleste er hovedsekvensstjerner. I denne fase smelter en stjernes kerne brint sammen til helium og producerer den energi, der driver dens glød. Solen – vores egen hovedsekvensstjerne – illustrerer denne kemi:dens hovedmasse består af brint og helium med kun spormængder af tungere grundstoffer.

Brint

Brint er universets mest udbredte grundstof og tegner sig for omkring tre fjerdedele af alt baryonisk stof. Når enorme skyer af gas og støv kollapser under tyngdekraften, brænder brinten i dem fødslen af ​​stjerner. Under fusion kombineres protoner og danner heliumkerner, mens elektroner, positroner, gammastråler og neutrinoer også frigives. Neutrinoer, der næsten ikke interagerer med stof, strømmer ud af Solen, mens de andre biprodukter bidrager til stjernens indre opvarmning.

Helium

Helium er det næstmest almindelige grundstof og det primære produkt af brintfusion. I hovedsekvensstjerner som Solen ophobes helium i kernen og udgør omkring 27 % af Solens masse.

Kulstof

Når kernebrint er opbrugt, går fusionskæden i stå, og kernen trækker sig sammen. Stigende temperaturer (≈200millionK) antænder heliumfusion, hvor tre heliumkerner kombineres og danner et enkelt kulstofatom. Dette markerer starten på den tredobbelte-alfa-proces.

Oxygen og andre sporstoffer

Yderligere heliumfusion kan skabe oxygen ved at kombinere fire heliumkerner. I mere massive stjerner bygger successive fusionsstadier tungere kerner - silicium, magnesium, natrium - selvom disse tungere grundstoffer repræsenterer mindre end 1 % af en stjernes masse. Fusion kan kun producere elementer op til jern; derudover skal stjerner gennemgå katastrofale begivenheder såsom supernovaer for at syntetisere de tungeste grundstoffer.

Det kemiske fingeraftryk for de fleste stjerner er således domineret af brint og helium, med gradvist sjældnere tunge grundstoffer dannet i avancerede fusionsstadier.