Hva er den kjemiske sammensetningen av de fleste stjerner?

Galaksen vår, Melkeveien, er hjem for over 400 milliarder stjerner med forskjellig lysstyrke. Flertallet av disse stjernene er beskrevet som hovedsekvens, noe som betyr at kjernene deres smelter sammen hydrogen for å skape helium. Solen er en hovedsekvensstjerne, og dens kjemiske sammensetning består hovedsakelig av hydrogen og helium med spor av andre grunnstoffer.

Hydrogen er det vanligste elementet i universet og utgjør tre fjerdedeler av all materie. Stjerner dannes når store mengder gass og støv kollapser under sin egen tyngdekraft. Størstedelen av denne gassen er hydrogen som er det grunnleggende drivstoffet som stjernene bruker for å skape energi. Under hydrogenfusjon kombineres protoner (kjernefysiske subatomære partikler) for å skape helium. Andre biprodukter blir også opprettet i denne reaksjonen, slik som elektroner, positroner (antielektroner), gammastråler og nøytrinoer. Neutrinoer er spøkelseslignende partikler som ikke samhandler sterkt med materie, så disse flykter vanligvis fra solen. Kollisjonen av de gjenværende partiklene med omkringliggende atomer fører til oppvarming av solen.

Helium er det nest mest utbredte elementet i universet, og er en hovedkomponent i hovedsekvensstjerner som solen. Helium akkumuleres i kjernen av stjerner som et resultat av hydrogenfusjon. Helium utgjør omtrent 27 prosent av solens masse.

Når hydrogennivåer i en stjernes kjerne tømmes, kan standard fusjonsreaksjon ikke lenger finne sted. Dette fører til en reduksjon i mengden energi som stråler utover, og stjernekjernen kollapser og øker temperaturen og trykket. Når temperaturen når 200 millioner Kelvin, blir heliumfusjon mulig. Tre heliumkjerner smelter sammen for å skape et enkelt karbonatom.

Fusjon av fire heliumkjerner kan brukes til å skape oksygenatomer. Dette skjer i stjerner som har brukt opp tilførselen av hydrogen i kjernen. Ytterligere fusjonsprosesser kan skape tyngre elementer som silisium, magnesium og natrium. Imidlertid er overfloden av disse elementene i de fleste stjerner veldig lav og utgjør mindre enn 1 prosent av massen. Fusjon i stjerner kan bare forklare opprettelsen av elementer opp til jernmassen. Utover dette bruker fusjonsprosessen energi i stedet for å skape den. De resterende tunge elementene utover jern antas å være smidd i sammenbrudd av tunge stjerner - en prosess kjent som supernova.