องค์ประกอบทางเคมีของดาวส่วนใหญ่คืออะไร?

กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเป็นที่อยู่ของดาวฤกษ์กว่า 4 แสนล้านดวงที่มีความสว่างต่างกัน ดาวฤกษ์เหล่านี้ส่วนใหญ่อธิบายว่าเป็นลำดับหลัก ซึ่งหมายความว่าแกนกลางของพวกมันกำลังหลอมไฮโดรเจนเพื่อสร้างฮีเลียม ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักและองค์ประกอบทางเคมีของดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมที่มีธาตุอื่นจำนวนเล็กน้อย

ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในจักรวาลและประกอบขึ้นเป็นสามในสี่ของสสารทั้งหมด ดาวก่อตัวขึ้นเมื่อก๊าซและฝุ่นจำนวนมากยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของพวกมันเอง ก๊าซส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงพื้นฐานที่ดาวฤกษ์ใช้สร้างพลังงาน ในระหว่างการหลอมไฮโดรเจน โปรตอน (อนุภาคปรมาณูนิวเคลียร์) จะรวมกันเพื่อสร้างฮีเลียม ผลพลอยได้อื่น ๆ ยังถูกสร้างขึ้นในปฏิกิริยานี้ เช่น อิเล็กตรอน โพซิตรอน (แอนติอิเล็กตรอน) รังสีแกมมา และนิวตริโน นิวตริโนเป็นอนุภาคเหมือนผีซึ่งไม่มีปฏิกิริยากับสสารมากนัก พวกมันจึงมักจะหนีจากดวงอาทิตย์ การชนกันของอนุภาคที่เหลือกับอะตอมโดยรอบทำให้เกิดความร้อนจากดวงอาทิตย์

ฮีเลียมเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับสองในเอกภพและเป็นองค์ประกอบหลักของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก เช่น ดวงอาทิตย์ ฮีเลียมสะสมในแกนกลางของดาวฤกษ์อันเป็นผลมาจากนิวเคลียร์ฟิวชันไฮโดรเจน ฮีเลียมมีสัดส่วนประมาณ 27 เปอร์เซ็นต์ของมวลดวงอาทิตย์

เมื่อระดับไฮโดรเจนภายในแกนกลางของดาวหมดลง ปฏิกิริยาฟิวชันมาตรฐานจะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป ส่งผลให้ปริมาณพลังงานที่แผ่ออกไปด้านนอกลดลง และแกนดาวยุบตัว ทำให้อุณหภูมิและความดันเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 200 ล้านเคลวิน จะเกิดฮีเลียมฟิวชันได้ นิวเคลียสฮีเลียมสามตัวหลอมรวมเพื่อสร้างอะตอมคาร์บอนเดี่ยว

ฟิวชั่นของนิวเคลียสฮีเลียมสี่ตัวสามารถใช้เพื่อสร้างอะตอมออกซิเจน สิ่งนี้เกิดขึ้นในดาวฤกษ์ที่ใช้ไฮโดรเจนภายในแกนกลางจนหมด กระบวนการหลอมรวมเพิ่มเติมสามารถสร้างองค์ประกอบที่หนักกว่า เช่น ซิลิกอน แมกนีเซียม และโซเดียม อย่างไรก็ตาม ความอุดมสมบูรณ์ของธาตุเหล่านี้ในดาวฤกษ์ส่วนใหญ่นั้นต่ำมากและมีสัดส่วนน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของมวลทั้งหมด การหลอมรวมภายในดวงดาวสามารถอธิบายได้เฉพาะการสร้างองค์ประกอบที่มีมวลของธาตุเหล็กเท่านั้น นอกเหนือจากนี้ กระบวนการหลอมรวมใช้พลังงานมากกว่าสร้างมันขึ้นมา คาดว่าธาตุหนักที่เหลือนอกเหนือจากเหล็กจะถูกหลอมรวมในการยุบตัวของดาวหนัก ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา