En typisk stjerne begynder som en tynd sky af brintgas, der under tyngdekraften samles i en enorm, tæt kugle. Når den nye stjerne når en bestemt størrelse, antændes en proces kaldet nuklear fusion, der genererer stjernens enorme energi. Fusionsprocessen tvinger hydrogenatomer sammen og omdanner dem til tungere grundstoffer som helium, kulstof og ilt. Når stjernen dør efter millioner eller milliarder år, frigiver den muligvis tungere elementer såsom guld.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Kernefusion, processen, der driver hver stjerne, skaber mange af de elementer, der udgør vores univers.
Nuclear Fusion: The Big Squeeze
Kernefusion er den proces, hvor atomkerner tvinges sammen under enorm varme og tryk for at skabe tungere kerner. Fordi disse kerner alle har en positiv elektrisk ladning, og ligesom ladninger frastøder hinanden, kan fusion kun ske, når disse enorme kræfter er til stede. Temperaturen i 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 stor som kernefission og ti millioner gange så meget som kemiske reaktioner.
Evolution of a Star
På et eller andet tidspunkt vil en stjerne have opbrugt alt brint i sin kerne, alt sammen er blevet omdannet til helium. På dette stadium udvides stjernens ydre lag til at danne det, der er kendt som en rød kæmpe. Brintfusion er nu koncentreret på skallaget omkring kernen, og senere vil heliumfusion forekomme, når stjernen begynder at krympe igen og bliver varmere. Kulstof er resultatet af kernefusion mellem tre heliumatomer. Når et fjerde heliumatom slutter sig til blandingen, producerer reaktionen ilt.
Elementproduktion
Kun de større stjerner kan producere tungere elementer. Dette skyldes, at disse stjerner kan trække deres temperaturer højere op end de mindre stjerner som vores sol kan. Efter at hydrogen er brugt op i disse stjerner, gennemgår de en række nuklear forbrænding afhængigt af typer af elementer produceret, for eksempel neonforbrænding, kulstofforbrænding, iltforbrænding eller silicium brændende. Ved kulstofforbrænding går elementet gennem kernefusion for at give neon, natrium, ilt og magnesium.
Når neon brænder, smelter det sammen og producerer magnesium og ilt. Ilt giver igen silicium og de andre grundstoffer, der findes mellem svovl og magnesium i det periodiske system. Disse elementer producerer igen dem, der er tæt på jern på det periodiske bord - cobalt, mangan og ruthenium. Jern og andre lettere elementer produceres 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.
Går ud med et brag
Stjerner et par gange større end vores sol eksploderer, når de løber tør for energi i slutningen af deres levetid. Energierne frigivet i dette flygtige øjeblik dværger hele stjernens levetid. Disse eksplosioner har energi til at skabe grundstoffer, der er tungere end jern, herunder uran, bly og platin.