Hvordan er elementer dannet i stjerner?

En typisk stjerne begynder som en tynd sky af hydrogengas, der under tyngdekraften samler sig ind i en stor, tæt kugle. Når den nye stjerne når en vis størrelse, tændes en proces kaldet atomfusion, der genererer stjernens enorme energi. Fusionsprocessen styrker hydrogenatomer sammen og transformerer dem til tungere elementer som helium, kulstof og ilt. Når stjernen dør efter millioner eller milliarder af år, kan den udløse tungere elementer som guld.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Kernefusion, processen der magt hvert stjerne, skaber mange af de elementer, der udgør vores univers.

Nuclear Fusion: The Big Squeeze

Kernfusion er den proces, hvorom atomkerner tvinges sammen under enorm varme og tryk at skabe tungere kerner. Fordi disse kerner alle bærer en positiv elektrisk ladning, og som ladninger afviser hinanden, kan fusion kun ske, når disse enorme kræfter er til stede. Temperaturen ved solens kerne er for eksempel omkring 15 millioner grader Celsius (27 millioner grader Fahrenheit), og har et tryk 250 milliarder gange større end jordens atmosfære. Processen frigiver enorme mængder energi - ti gange så meget som for nuklear fission og ti millioner gange så meget som kemiske reaktioner.

Evolution of a Star

På et tidspunkt vil en stjerne har brugt hele brintet i sin kerne, hele det er blevet vendt til helium. På dette stadium vil de ydre lag af stjernen udvide sig til at danne det, der er kendt som en rød kæmpe. Hydrogenfusion er nu koncentreret på skalllaget omkring kernen, og senere vil heliumfusion forekomme, da stjernen begynder at krympe igen og bliver varmere. Carbon er resultatet af nuklear fusion blandt tre heliumatomer. Når et fjerde heliumatom forbinder blandingen, producerer reaktionen oxygen.

Elementproduktion

Kun de større stjerner kan producere tungere elementer. Dette skyldes, at disse stjerner kan trække deres temperaturer højere end de mindre stjerner som vores Sun can. Efter at hydrogen er opbrugt i disse stjerner, går de igennem en række nukleare brændinger afhængigt af de producerede elementer, for eksempel neonforbrænding, kulbrænding, iltforbrænding eller siliciumforbrænding. Ved kulbrænding går elementet igennem nuklear fusion for at give neon, natrium, ilt og magnesium.

Når neon brænder, smelter den og producerer magnesium og ilt. Oxygen giver igen silicium og de andre elementer, der findes mellem svovl og magnesium i det periodiske bord. Disse elementer producerer igen dem, der er nær jern på det periodiske bord - kobolt, mangan og ruthenium. Jern og andre lettere elementer fremstilles derefter gennem kontinuerlige fusionsreaktioner af de ovennævnte elementer. Radioaktivt henfald af ustabile isotoper forekommer også. Når jern er dannet, stopper nuklear fusion i stjernens kerne.

Gå ud med en bang

Stjerner et par gange større end vores sol eksploderer, når de løber tør for energi ved slutningen af ​​deres levetider. De energier, der frigives i dette flygtige øjeblik, dværger stjernens hele levetid. Disse eksplosioner har energi til at skabe elementer tungere end jern, herunder uran, bly og platin.