כיצד נוצרים אלמנטים בכוכבים?

כוכב טיפוסי מתחיל כענן דק של גז מימן, שבכוח הכבידה נאסף לכדור ענק וצפוף. כאשר הכוכב החדש מגיע לגודל מסוים, נדלק תהליך הנקרא היתוך גרעיני, ויוצר את האנרגיה העצומה של הכוכב. תהליך ההיתוך מכריח אטומי מימן יחד, והופך אותם לאלמנטים כבדים יותר כמו הליום, פחמן וחמצן. כאשר הכוכב מת לאחר מיליוני או מיליארדי שנים, הוא עלול לשחרר אלמנטים כבדים יותר כמו זהב.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

היתוך גרעיני, התהליך שמניע כל כוכב, יוצר רבים מהיסודות המרכיבים את היקום שלנו.

היתוך גרעיני הוא התהליך שבמהלכו נאלצים גרעיני אטום יחד תחת חום ולחץ אדירים ליצירת גרעינים כבדים יותר. מכיוון שגרעינים אלה נושאים מטען חשמלי חיובי, וכמו מטענים דוחים זה את זה, היתוך יכול לקרות רק כאשר קיימים כוחות עצומים אלה. הטמפרטורה בליבת השמש, למשל, היא כ- 15 מיליון מעלות צלזיוס (27 מיליון מעלות פרנהייט), ולחץ גדול פי 250 מיליארד מאטמוספרת כדור הארץ. התהליך משחרר כמויות אדירות של אנרגיה - פי עשרה מזו של ביקוע גרעיני, ועשרת מליון יותר מתגובות כימיות.

בשלב מסוים, כוכב ישתמש בכל המימן שבליבתו, כל זה הופך להליום. בשלב זה, השכבות החיצוניות של הכוכב יתרחבו ויצרו מה שמכונה ענק אדום. היתוך מימן מרוכז כעת בשכבת הקליפה סביב הליבה ובהמשך היתוך הליום יתרחש כאשר הכוכב יתחיל להתכווץ ויהיה חם יותר. פחמן הוא תוצאה של היתוך גרעיני בין שלושה אטומי הליום. כאשר אטום הליום רביעי מצטרף לתערובת, התגובה מייצרת חמצן.

רק הכוכבים הגדולים יכולים לייצר אלמנטים כבדים יותר. הסיבה לכך היא שכוכבים אלה יכולים להעלות את הטמפרטורות שלהם גבוהות מכוכבים קטנים יותר כמו השמש שלנו. לאחר שמימן מנוצל בכוכבים אלה, הם עוברים סדרה של שריפה גרעינית בהתאם סוגי אלמנטים המיוצרים, למשל, שריפת ניאון, שריפת פחמן, שריפת חמצן או סיליקון שריפה. בשריפת פחמן, היסוד עובר היתוך גרעיני לייצור ניאון, נתרן, חמצן ומגנזיום.

כאשר ניאון נשרף, הוא מתמזג ומייצר מגנזיום וחמצן. חמצן, בתורו, מניב סיליקון ושאר האלמנטים הנמצאים בין גופרית למגנזיום בטבלה המחזורית. אלמנטים אלה, בתורם, מייצרים את אלה שנמצאים ליד הברזל על הטבלה המחזורית - קובלט, מנגן ורותניום. ברזל ואלמנטים קלים אחרים מיוצרים לאחר מכן באמצעות תגובות היתוך מתמשכות על ידי האלמנטים הנ"ל. גם ריקבון רדיואקטיבי של איזוטופים לא יציבים מתרחש. ברגע שנוצר ברזל, היתוך הגרעיני בליבת הכוכב נעצר.

כוכבים גדולים פי כמה מהשמש שלנו מתפוצצים כאשר נגמר להם האנרגיה בסוף חייהם. האנרגיות המשוחררות ברגע החולף הזה מתגמדות מזה של כל חייו של הכוכב. לפיצוצים אלה יש אנרגיה ליצור אלמנטים כבדים מברזל, כולל אורניום, עופרת ופלטינה.