Co je spalování uhlíku?

Proces spalování uhlíku je jaderná reakce, ke které dochází v jádru masivních hvězd za podmínek obrovské teploty a tlaku. Spalování uhlíku iniciuje pouze na konci života hvězdy. Aby hvězda nakonec vybudovala dostatečný tlak ve svém jádru, aby zahájila spalování uhlíku, musí při jeho narození obsahovat nejméně čtyři solární hmoty. Spalování uhlíku začíná až po spálení velkých částí vodíku a helia hvězdy.

Nejhojnějším prvkem ve vesmíru je vodík. Většina hvězd tedy začíná své životy tvořené převážně z vodíku. Když se jaderná fúze vznítí v jádru mladé hvězdy, vodík pomalu začne hořet, jeho atomová jádra se spojí do helia přes řetězec P-P-ve hvězdách hmotnost slunce nebo méně-nebo CNO cyklus-v masivních hvězdách. Toto je jaderná reakce, která generuje sluneční teplo a světlo, které vidíme, když každý den vystupujeme ven.

V závislosti na velikosti hvězdy spaluje jaderné palivo jinou rychlostí. Masivní hvězdy mají hustší a teplejší centra a spalují jejich palivo rychleji. Některé z největších hvězd vyčerpávají většinu svého vodíkového paliva během několika milionů milionů let, zatímco slunce má pokračovat ve spojování vodíku po dobu 4,5 miliardy let a nejlehčí hvězdy spojí vodík po dobu bilionu let. Když se hromadí helium „popel“, nakonec dosáhne kritické hustoty, aby způsobila zapalování helia. Vedlejší produkty pálení helia jsou uhlík a kyslík.

Když se v jádru hvězdy hromadí uhlík a kyslík po milionech let spalování helia, nakonec je vyčerpáno velké procento helia a jádro hvězdy se ochladí a nedokáže generovat více jaderné energie. Toto chlazení způsobí, že se jádro stahuje, což dále zvyšuje hustotu a tlak. Ve hvězdách nad asi čtyřmi slunečními hmotami, tPotřebné teploty a hustotu je dosaženo pro spalování uhlíku. To zahřívá jádro hvězdy a rozšiřuje se a stane se červeným supergiant.

Spalování uhlíku je jedním z hlavních důvodů, proč existují prvky těžší než uhlík ve vesmíru. Hlavní reakce se skládá z několika složek. V jednom se dvě uhlíkové jádra pojistky vytvoří atom neonový a atom helia. Nakonec se tyto rozpadají na sodík a vodík, poté hořčík a volný neutron. Kvůli všem jaderným procesům probíhá současně v jádru hvězdy, vyrábí se velká množství neonového, kyslíku a hořčíku. Celý proces spalování uhlíku trvá jen asi 1000 let.

Pokud má hvězda mezi čtyřmi a osmi slunečními hmotami materiálu, vyloučí svou vnější vrstvu, když peters vypálí uhlík, vytvoří planetární mlhovinu a zanechá za sebou bílý trpasličí jádro. Pokud má více než osm solárních hmot, nakonec zahájí neonovou pálení, další fázi vývoje masivního STars.