როგორ ყალიბდება ელემენტები ვარსკვლავებში?

ტიპიური ვარსკვლავი წყალბადის გაზის თხელი ღრუბელიდან იწყება, რომელიც, სიმძიმის ძალით, უზარმაზარ, მკვრივ სფეროში იკრიბება. როდესაც ახალი ვარსკვლავი მიაღწევს გარკვეულ ზომას, ანთდება პროცესი, რომელსაც ბირთვული შერწყმა ეწოდება და წარმოქმნის ვარსკვლავის უზარმაზარ ენერგიას. შერწყმის პროცესი წყალბადის ატომებს აერთიანებს და გარდაქმნის მათ უფრო მძიმე ელემენტებად, როგორიცაა ჰელიუმი, ნახშირბადი და ჟანგბადი. მილიონობით ან მილიარდი წლის შემდეგ ვარსკვლავი რომ მოკვდება, მან შეიძლება გამოყოს უფრო მძიმე ელემენტები, როგორიცაა ოქრო.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ბირთვული შერწყმა, პროცესი, რომელიც მოქმედებს ყველა ვარსკვლავისთვის, ქმნის ბევრ ელემენტს, რომლებიც ქმნიან ჩვენს სამყაროს.

ბირთვული შერწყმა არის პროცესი, რომლის დროსაც ატომური ბირთვები უზარმაზარი სითბოს და ზეწოლის ქვეშ აიძულებენ შექმნას მძიმე ბირთვები. იმის გამო, რომ ეს ბირთვები ატარებენ დადებით ელექტრულ მუხტს და ისევე, როგორც მუხტები ერთმანეთს მოგერიდებათ, შერწყმა შეიძლება მოხდეს მხოლოდ მაშინ, როდესაც ეს უზარმაზარი ძალები არსებობს. მაგალითად, მზის ბირთვთან ტემპერატურა დაახლოებით 15 მილიონი გრადუსი ცელსიუსია (27 მილიონი გრადუსი ფარენგეიტი) და აქვს 250 მილიარდჯერ მეტი წნევა, ვიდრე დედამიწის ატმოსფერო. პროცესი ათავისუფლებს უზარმაზარ ენერგიას - ათჯერ მეტი ბირთვული განხეთქილებისას და ათი მილიონჯერ მეტი ვიდრე ქიმიური რეაქციები.

გარკვეულ მომენტში, ვარსკვლავი გამოიყენებს მის ბირთვში არსებულ წყალბადს, ყველა გადაქცეული იქნება ჰელიუმისკენ. ამ ეტაპზე ვარსკვლავის გარეთა შრეები გაფართოვდება და შეიქმნება წითელი გიგანტის სახელით. წყალბადის შერწყმა ახლა კონცენტრირებულია ბირთვის გარშემო არსებულ გარსის შრეზე და მოგვიანებით, ჰელიუმის შერწყმა მოხდება, რადგან ვარსკვლავი კვლავ იწყებს შემცირებას და გახურდება. ნახშირბადი არის ბირთვული შერწყმის შედეგი, ჰელიუმის სამ ატომს შორის. როდესაც ჰელიუმის მეოთხე ატომი უერთდება ნარევს, რეაქცია წარმოქმნის ჟანგბადს.

მხოლოდ უფრო დიდ ვარსკვლავებს შეუძლიათ უფრო მძიმე ელემენტების წარმოება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ამ ვარსკვლავებს უფრო მაღალი ტემპერატურის დაწევა შეუძლიათ, ვიდრე უფრო პატარა ვარსკვლავებს, როგორიც ჩვენს მზეს შეუძლია. ამ ვარსკვლავებში წყალბადის გამოყენების შემდეგ, ისინი ბირთვულ წვას განიცდიან მთელი რიგიდან გამომდინარე წარმოებული ელემენტების ტიპები, მაგალითად, ნეონის წვა, ნახშირბადის დაწვა, ჟანგბადის დაწვა ან სილიციუმი იწვის. ნახშირბადის დაწვისას, ელემენტი გადის ბირთვულ შერწყმაში და იღებს ნეონს, ნატრიუმს, ჟანგბადს და მაგნიუმს.

როდესაც ნეონი იწვის, ის აერთიანებს და წარმოქმნის მაგნიუმს და ჟანგბადს. ჟანგბადი, თავის მხრივ, გამოყოფს სილიციუმს და პერიოდულ სისტემაში არსებულ სხვა გოგირდსა და მაგნიუმს. ეს ელემენტები, თავის მხრივ, წარმოქმნის ისეთ ელემენტებს, რომლებიც პერიოდულ მაგიდაზე რკინასთან არის - კობალტი, მანგანუმი და რუტენიუმი. შემდეგ ხდება რკინისა და სხვა მსუბუქი ელემენტების წარმოება უწყვეტი შერწყმის რეაქციების საშუალებით ზემოხსენებული ელემენტების მიერ. ასევე ხდება არასტაბილური იზოტოპების რადიოაქტიური დაშლა. რკინის წარმოქმნის შემდეგ, ვარსკვლავის ბირთვში ბირთვული შერწყმა შეჩერდება.

ჩვენს მზეზე რამდენჯერმე დიდ ვარსკვლავები აფეთქდებიან, როდესაც სიცოცხლის ბოლოს ენერგია ამოიწურება. ენერგია, რომელიც ამ წუთში გათავისუფლებულია, ჯუჯა, ვიდრე ვარსკვლავის მთელი სიცოცხლე. ამ აფეთქებებს აქვს ენერგია რკინისგან უფრო მძიმე ელემენტების შესაქმნელად, მათ შორის ურანი, ტყვია და პლატინა.