Een typische ster begint als een dunne wolk van waterstofgas die, onder invloed van de zwaartekracht, zich verzamelt in een enorme, dichte bol. Wanneer de nieuwe ster een bepaalde grootte bereikt, ontbrandt een proces dat kernfusie wordt genoemd, waardoor de enorme energie van de ster wordt gegenereerd. Het fusieproces dwingt waterstofatomen samen en transformeert ze in zwaardere elementen zoals helium, koolstof en zuurstof. Wanneer de ster na miljoenen of miljarden jaren sterft, kan hij zwaardere elementen zoals goud vrijgeven.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Kernfusie, het proces dat elke ster aandrijft, creëert veel van de elementen waaruit ons universum bestaat.
Kernfusie: The Big Squeeze
Kernfusie is het proces waarbij atoomkernen onder enorme hitte en druk worden samengedrukt om zwaardere kernen te creëren. Omdat deze kernen allemaal een positieve elektrische lading dragen, en gelijke ladingen elkaar afstoten, kan fusie alleen plaatsvinden als deze enorme krachten aanwezig zijn. De temperatuur in de kern van de zon is bijvoorbeeld ongeveer 15 miljoen graden Celsius (27 miljoen graden Fahrenheit) en heeft een druk die 250 miljard keer groter is dan de atmosfeer van de aarde. Bij het proces komen enorme hoeveelheden energie vrij -- tien keer die van kernsplijting en tien miljoen keer zoveel als chemische reacties.
Evolutie van een ster
Op een gegeven moment zal een ster alle waterstof in zijn kern hebben opgebruikt, terwijl alles in helium is veranderd. In dit stadium zullen de buitenste lagen van de ster uitzetten en een zogenaamde rode reus vormen. Waterstoffusie is nu geconcentreerd op de schillaag rond de kern en later zal heliumfusie plaatsvinden als de ster weer begint te krimpen en heter wordt. Koolstof is het resultaat van kernfusie tussen drie heliumatomen. Wanneer een vierde heliumatoom zich bij het mengsel voegt, produceert de reactie zuurstof.
Elementenproductie
Alleen de grotere sterren kunnen zwaardere elementen produceren. Dit komt omdat deze sterren hun temperatuur hoger kunnen optrekken dan de kleinere sterren zoals onze zon. Nadat waterstof in deze sterren is opgebruikt, ondergaan ze een reeks nucleaire verbrandingen, afhankelijk van de soorten geproduceerde elementen, bijvoorbeeld neonverbranding, koolstofverbranding, zuurstofverbranding of silicium brandend. Bij het verbranden van koolstof gaat het element door kernfusie om neon, natrium, zuurstof en magnesium op te leveren.
Wanneer neon brandt, smelt het samen en produceert het magnesium en zuurstof. Zuurstof levert op zijn beurt silicium en de andere elementen die in het periodiek systeem tussen zwavel en magnesium worden gevonden. Deze elementen produceren op hun beurt degenen die in de buurt van ijzer zijn op het periodiek systeem - kobalt, mangaan en ruthenium. IJzer en andere lichtere elementen worden vervolgens geproduceerd door continue fusiereacties door de bovengenoemde elementen. Radioactief verval van onstabiele isotopen komt ook voor. Zodra ijzer is gevormd, komt de kernfusie in de kern van de ster tot stilstand.
Uitgaan met een knal
Sterren die een paar keer groter zijn dan onze zon exploderen wanneer ze aan het einde van hun leven geen energie meer hebben. De energieën die op dit vluchtige moment vrijkomen, zijn kleiner dan die van het hele leven van de ster. Deze explosies hebben de energie om elementen te creëren die zwaarder zijn dan ijzer, waaronder uranium, lood en platina.