Co je to uhlík?

Proces spalování uhlíku je jaderná reakce, ke které dochází v jádru hmotných hvězd za podmínek ohromné ​​teploty a tlaku. Spalování uhlíku začíná pouze na konci života hvězdy. Aby hvězda nakonec vytvořila dostatečný tlak ve svém jádru, aby zahájila spalování uhlíku, musí při svém narození obsahovat alespoň čtyři sluneční hmoty. Spalování uhlíku začíná až po spálení velkých částí vodíku a helia hvězdy.

Nejhojnějším prvkem ve vesmíru je vodík. Většina hvězd tedy začíná svou životnost tvořenou většinou vodíkem. Jelikož se jaderná fúze v jádru mladé hvězdy vznítí, vodík pomalu začíná hořet a jeho atomová jádra se fúzovala do helia skrz řetězec pp - ve hvězdách hmota Slunce nebo méně - nebo cyklus CNO - v hmotnějších hvězdách . Toto je jaderná reakce, která vytváří sluneční světlo a světlo, které vidíme, když každý den vystupujeme ven.

V závislosti na velikosti hvězdy spaluje své jaderné palivo různou rychlostí. Masivnější hvězdy mají hustší a teplejší střediska a rychleji spalují palivo. Některé z největších hvězd vyčerpají většinu svého vodíkového paliva během pouhých několika milionů milionů let, zatímco Slunce je naplánováno, že bude pokračovat v tavení vodíku po dobu 4,5 miliardy let, a nejlehčí hvězdy budou spojovat vodík za bilion let. Jak se hélium „popelem“ hromadí, nakonec dosáhne kritické hustoty, která způsobí zapálení helia. Vedlejšími produkty spalování helia jsou uhlík a kyslík.

Jak se uhlík a kyslík hromadí v jádru hvězdy po miliony let spalování hélia, nakonec je velké procento hélia vyčerpáno a jádro hvězdy ochlazuje a není schopno generovat více jaderné energie. Toto ochlazení způsobuje smršťování jádra, což dále zvyšuje hustotu a tlak. U hvězd nad asi čtyřmi solárními hmotami je dosaženo potřebné teploty a hustoty pro spalování uhlíku. To zahřívá jádro hvězdy a rozšiřuje se tak, aby se stal červeným supergiantem.

Spalování uhlíku je jedním z hlavních důvodů, proč ve vesmíru existují prvky těžší než uhlík. Hlavní reakce sestává z několika složek. V jednom, dvou uhlíkových jádrech se spojí, aby vytvořily atom neonů a atom helia. Nakonec se rozloží na sodík a vodík, pak na hořčík a volný neutron. V důsledku všech jaderných procesů probíhajících současně v jádru hvězdy se vytváří velké množství neonu, kyslíku a hořčíku. Celý proces spalování uhlíku trvá jen asi 1000 let.

Pokud má hvězda mezi čtyřmi a osmi solárními hmotami materiálu, vypudí svou vnější vrstvu, když se uhlík spálí, vytvoří planetární mlhoviny a zanechá za sebou bílé trpasličí jádro. Pokud má více než osm solárních hmot, nakonec zahájí spalování neonů, další fázi vývoje hmotných hvězd.