องค์ประกอบเกิดขึ้นในรูปดาวอย่างไร

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• นิวเคลียร์ฟิวชั่น: บีบใหญ่
• วิวัฒนาการของดาว
• การผลิตองค์ประกอบ
• ออกไปข้างนอกกับบาง

ดาวฤกษ์ทั่วไปเริ่มต้นเป็นเมฆก๊าซไฮโดรเจนบาง ๆ ที่อยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงภายใต้แรงโน้มถ่วงจะรวมตัวเป็นทรงกลมขนาดใหญ่และหนาแน่น เมื่อดาวดวงใหม่มาถึงขนาดที่กำหนดกระบวนการที่เรียกว่าฟิวชั่นนิวเคลียร์ติดไฟทำให้เกิดพลังงานมากมายมหาศาล กระบวนการฟิวชั่นบังคับให้อะตอมไฮโดรเจนรวมตัวกันกลายเป็นองค์ประกอบที่หนักกว่าเช่นฮีเลียมคาร์บอนและออกซิเจน เมื่อดาวฤกษ์ตายหลังจากผ่านไปหลายล้านหรือหลายพันล้านปีมันอาจปลดปล่อยองค์ประกอบที่หนักกว่าเช่นทองคำ

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

นิวเคลียร์ฟิวชั่นเป็นกระบวนการที่ให้พลังทุกดวงสร้างองค์ประกอบมากมายที่ประกอบขึ้นเป็นจักรวาลของเรา

นิวเคลียร์ฟิวชั่น: บีบใหญ่

ฟิวชั่นนิวเคลียร์เป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของอะตอมถูกบีบอัดเข้าด้วยกันภายใต้ความร้อนและแรงดันมหาศาลเพื่อสร้างนิวเคลียสที่หนักกว่า เนื่องจากนิวเคลียสเหล่านี้มีประจุไฟฟ้าเป็นบวกและเช่นเดียวกับประจุที่ขับไล่กันและกันฟิวชั่นจึงสามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีกองกำลังมหาศาลเหล่านี้อยู่ ยกตัวอย่างเช่นอุณหภูมิที่แกนกลางดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 15 ล้านองศาเซลเซียส (27 ล้านองศาฟาเรนไฮต์) และมีแรงดันมากกว่าชั้นบรรยากาศโลก 250 ล้านเท่า กระบวนการปลดปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล - สิบเท่าของการแตกตัวของนิวเคลียร์และสิบล้านเท่าปฏิกิริยาเคมี

วิวัฒนาการของดาว

เมื่อถึงจุดหนึ่งดาวฤกษ์จะใช้ไฮโดรเจนทั้งหมดในแกนกลางของมันทั้งหมดมันก็กลายเป็นฮีเลียม ในระยะนี้ชั้นนอกของดาวฤกษ์จะขยายตัวเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่ายักษ์แดงตอนนี้ไฮโดรเจนฟิวชั่นกระจุกตัวที่ชั้นเปลือกรอบแกนกลางและต่อมาฮีเลียมฟิวชั่นจะเกิดขึ้นเมื่อดาวเริ่มหดตัวอีกครั้งและกลายเป็นร้อน คาร์บอนเป็นผลมาจากการหลอมนิวเคลียร์ระหว่างอะตอมฮีเลียมสามตัว เมื่ออะตอมฮีเลียมตัวที่สี่เข้ามาผสมปฏิกิริยาจะผลิตออกซิเจน

การผลิตองค์ประกอบ

ดาวที่ใหญ่กว่าเท่านั้นที่สามารถสร้างองค์ประกอบที่หนักกว่า นี่เป็นเพราะดาวเหล่านี้สามารถดึงอุณหภูมิของพวกมันให้สูงกว่าดาวที่เล็กกว่าอย่างดวงอาทิตย์ของเราได้ หลังจากไฮโดรเจนถูกใช้งานในดาวฤกษ์เหล่านี้พวกมันจะผ่านชุดการเผาไหม้นิวเคลียร์ขึ้นอยู่กับประเภทขององค์ประกอบที่ผลิตขึ้นเช่นการเผานีออนการเผาไหม้คาร์บอนการเผาผลาญออกซิเจนหรือการเผาซิลิคอน ในการเผาไหม้คาร์บอนองค์ประกอบจะต้องผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์เพื่อให้นีออนโซเดียมออกซิเจนและแมกนีเซียม

เมื่อนีออนเผาไหม้มันจะหลอมรวมและผลิตแมกนีเซียมและออกซิเจน ในทางกลับกันออกซิเจนจะให้ซิลิคอนและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่พบในระหว่างกำมะถันและแมกนีเซียมในตารางธาตุ ในทางกลับกันองค์ประกอบเหล่านี้ผลิตธาตุที่อยู่ใกล้กับเหล็กบนโต๊ะธาตุ - โคบอลต์แมงกานีสและรูทีเนียม เหล็กและองค์ประกอบที่มีน้ำหนักเบาอื่น ๆ จะถูกผลิตผ่านปฏิกิริยาฟิวชั่นอย่างต่อเนื่องโดยองค์ประกอบดังกล่าวข้างต้น การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของไอโซโทปที่ไม่เสถียรก็เกิดขึ้นเช่นกัน เมื่อเกิดเหล็กขึ้นการหลอมนิวเคลียร์ในแกนกลางของดาวก็จะหยุดลง

ออกไปข้างนอกกับบาง

ดาวใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราสองสามเท่าเมื่อมันหมดพลังงานเมื่อสิ้นสุดอายุขัย พลังงานที่ปล่อยออกมาในช่วงเวลาที่หายวับไปนี้ก็แคระดวงดาวตลอดชีวิต การระเบิดเหล่านี้มีพลังงานในการสร้างองค์ประกอบที่หนักกว่าเหล็กรวมถึงยูเรเนียมตะกั่วและแพลตตินัม