องค์ประกอบเกิดขึ้นได้อย่างไรในดวงดาว?

ดาวฤกษ์ทั่วไปเริ่มต้นจากเมฆก๊าซไฮโดรเจนบางๆ ซึ่งภายใต้แรงโน้มถ่วง รวมตัวกันเป็นทรงกลมขนาดใหญ่และหนาแน่น เมื่อดาวดวงใหม่ถึงขนาดที่กำหนด กระบวนการที่เรียกว่านิวเคลียร์ฟิวชันจะจุดไฟ ทำให้เกิดพลังงานมหาศาลของดาว กระบวนการหลอมรวมจะบังคับอะตอมของไฮโดรเจนเข้าด้วยกัน โดยเปลี่ยนให้เป็นธาตุที่หนักกว่า เช่น ฮีเลียม คาร์บอน และออกซิเจน เมื่อดาวฤกษ์ตายหลังจากผ่านไปหลายล้านหรือพันล้านปี มันอาจปล่อยธาตุที่หนักกว่า เช่น ทองคำออกมา

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

นิวเคลียร์ฟิวชัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ขับเคลื่อนดาวทุกดวง สร้างองค์ประกอบหลายอย่างที่ประกอบเป็นจักรวาลของเรา

นิวเคลียร์ฟิวชันเป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของอะตอมถูกบังคับเข้าด้วยกันภายใต้ความร้อนและความดันมหาศาลเพื่อสร้างนิวเคลียสที่หนักกว่า เนื่องจากนิวเคลียสเหล่านี้ล้วนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก และเช่นเดียวกับประจุที่ผลักกัน ฟิวชั่นสามารถเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีแรงมหาศาลเหล่านี้เท่านั้น ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิที่แกนกลางของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 15 ล้านองศาเซลเซียส (27 ล้านองศาฟาเรนไฮต์) และมีความดันมากกว่าชั้นบรรยากาศของโลกถึง 250 พันล้านเท่า กระบวนการนี้ปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล - สิบเท่าของนิวเคลียร์ฟิชชัน และมากกว่าปฏิกิริยาเคมีสิบล้านเท่า

เมื่อถึงจุดหนึ่ง ดาวฤกษ์จะใช้ไฮโดรเจนในแกนกลางจนหมด เปลี่ยนเป็นฮีเลียมทั้งหมด ในขั้นตอนนี้ ชั้นนอกของดาวฤกษ์จะขยายตัวจนเกิดสิ่งที่เรียกว่าดาวยักษ์แดง ตอนนี้การหลอมไฮโดรเจนจะเข้มข้นที่ชั้นเปลือกรอบแกนกลาง และต่อมา ฮีเลียมฟิวชันจะเกิดขึ้นเมื่อดาวเริ่มหดตัวอีกครั้งและร้อนขึ้น คาร์บอนเป็นผลมาจากการหลอมนิวเคลียร์ของอะตอมฮีเลียมสามอะตอม เมื่ออะตอมฮีเลียมที่สี่เข้าร่วมส่วนผสม ปฏิกิริยาจะผลิตออกซิเจน

มีเพียงดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าเท่านั้นที่สามารถผลิตองค์ประกอบที่หนักกว่าได้ เนื่องจากดาวเหล่านี้สามารถดึงอุณหภูมิให้สูงกว่าดาวดวงเล็กอย่างดวงอาทิตย์ได้ หลังจากที่ไฮโดรเจนถูกใช้จนหมดในดาวเหล่านี้ พวกมันจะผ่านการเผาไหม้นิวเคลียร์แบบต่อเนื่องโดยขึ้นอยู่กับ ประเภทของธาตุที่ผลิตได้ เช่น การเผานีออน การเผาคาร์บอน การเผาออกซิเจน หรือซิลิกอน การเผาไหม้ ในการเผาไหม้คาร์บอน ธาตุจะต้องผ่านการหลอมนิวเคลียร์เพื่อให้เกิดนีออน โซเดียม ออกซิเจน และแมกนีเซียม

เมื่อนีออนถูกเผาไหม้ มันจะหลอมรวมและผลิตแมกนีเซียมและออกซิเจน ในทางกลับกัน ออกซิเจนจะให้ซิลิคอนและธาตุอื่นๆ ที่พบในระหว่างกำมะถันและแมกนีเซียมในตารางธาตุ ในทางกลับกัน ธาตุเหล่านี้จะสร้างธาตุที่อยู่ใกล้ธาตุเหล็กในตารางธาตุ เช่น โคบอลต์ แมงกานีส และรูทีเนียม เหล็กและธาตุไฟแช็กอื่นๆ จะถูกผลิตขึ้นโดยปฏิกิริยาฟิวชันต่อเนื่องโดยธาตุที่กล่าวถึงข้างต้น การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของไอโซโทปที่ไม่เสถียรก็เกิดขึ้นเช่นกัน เมื่อเกิดเหล็กขึ้น นิวเคลียร์ฟิวชันในแกนกลางของดาวก็จะหยุดนิ่ง

ดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราสองสามเท่าจะระเบิดเมื่อพลังงานหมดในตอนสิ้นอายุขัย พลังงานที่ปล่อยออกมาในช่วงเวลาที่หายวับไปนี้แคระแกร็นตลอดชีวิตของดาวฤกษ์ การระเบิดเหล่านี้มีพลังงานในการสร้างธาตุที่หนักกว่าเหล็ก รวมทั้งยูเรเนียม ตะกั่ว และแพลตตินั่ม