'Nucleo-' tarkoittaa 'tekemistä ydinten kanssa'; 'Synteesi' tarkoittaa 'valmistamista', joten nukleosynteesi on (uusien) ytimien luomista.
Astronomiassa - sekä astrofysiikassa ja kosmologiassa - on olemassa kaksi päätyyppiä nukleosynteesiä, Big Bang-nukleosynteesi (BBN) ja tähtienukleosynteesi.
Hämmästyttävän menestyvässä teoriajoukossa, jota kutsutaan nimellä Big Bang -teoria, varhainen maailmankaikkeus oli erittäin tiheä ja erittäin kuuma. Laajentuessaan se jäähtyi ja kvarki-gluoniplasma 'jäätyi' neutroneihin ja protoneihin (ja muihin hadroniin, mutta niiden rooli BBN: ssä oli marginaalinen), jotka olivat vuorovaikutuksessa raivoisasti ... paljon ja paljon ydinreaktioita. Universumi jatkoi jäähtymistä ja tuli pian liian kylmäksi jatkamaan ydinreaktioita ... jäljelle jääneet epävakaat isotoopit rappeutuivat, samoin kuin neutronit eivät jo olleet joissakin ytimissä tai muissa. Suurin osa aineesta oli sitten vetyä (tosiasiassa vain protoneja; elektronit vangittiin atomien muodostamiseksi vasta myöhemmin) ja helium-4 (alfahiukkaset)… sprinkleroimalla deuteriumia, viiva helium-3: lla ja jälkeällä litiumia -7.
Se on BBN.
Kehosi atomit - vetyä lukuun ottamatta - tehtiin kaikissa tähtiin ... tähtien nukleosynteesillä.
Pääsekvenssin tähdet saavat energian, jonka ne loistavat ytimien reaktioista; Pääsekvenssin ulkopuolella energia tulee ydinreaktioista kuoressa (tai useammassa kuin yhdessä kuoressa) ytimen ympärillä. Ydinreaktiosyklejä tai prosesseja on useita erilaisia (esim. Kolmoalfa, s-prosessi, protoni-protoniketju, CNO-sykli), mutta lopputuloksena on vedyn (ja heliumin) fuusio hiilen, typen, hapen, ... ja rautaryhmä (rauta, koboltti, nikkeli). Tähden elämän punaisessa jättiläisvaiheessa suuri osa tästä asiasta päätyy tähtienväliseen väliaineeseen… ja yhdeksi päiväksi kehossasi.
Uusia ytimiä voidaan luoda universumissa muilla tavoilla (muut kuin BBN- ja tähtienukleosynteesi); esimerkiksi kun korkeaenerginen hiukkanen (kosminen säde) törmää yhteen ytimen kanssa tähtienvälisessä väliaineessa (tai maan ilmakehässä), se hajottaa sen kahteen tai useampaan kappaleeseen (tätä prosessia kutsutaan kosmisen säteen erotteluksi). Tämä tuottaa suurimman osan litiumista (lukuun ottamatta BBN: tä 7Li), beryllium ja boori.
Ja vielä yksi: supernovassa, erityisesti ytimen romahtamissupernovassa, syntetisoidaan valtavasti uusia ytimiä, nopeasti, ydinreaktioissa, jotka neutronitulvat laukaisevat. Tämä "r-prosessi", kuten sitä kutsutaan (tosiasiallisesti on enemmän kuin yksi) tuottaa suurimman osan rautaa raskaampia alkuaineita (kuparista uraaniksi), suoraan tai radiossa tapahtuvien epästabiilien isotooppien radioaktiivisen hajoamisen kautta.
Haluatko tietää enemmän? Tässä on muutamia linkkejä, jotka saattavat kiinnostaa sinua: Nukleosynteesi (NASA: n kosmopopia), Big Bang -nukleosynteesi (Martin White, Kalifornian yliopisto, Berkeley) ja tähtienukleosynteesi (Ohion yliopisto).
Paljon Space Magazine -juttuja myös tästä aiheesta; Esimerkiksi Tähdet Linnunradan ytimessä 'Exhale' -hiili, happi, tähtitieteilijät simuloivat ensimmäisen ison räjähdyksen jälkeen muodostuneita tähtiä ja neutronitähteillä on superteräksen kuori.
Tutustu tähän Avaruusoppaan artikkeliin räätälöityyn Astronomy Cast -jaksoon: Nucleosynthesis: Elements from Stars.
Lähteet:
NASA
wikipedia
UC Berkeley
