Was ist Wasserstoffverbrennung?
Wasserstoffverbrennung ist ein Prozess, der in jedem Stern stattfindet, wobei Wasserstoffkerne bei hohen Temperaturen und Drücken zu Helium verschmolzen werden. Es ist die häufigste Art von Prozess, die als Sternnukleosynthese bekannt ist. Nach dem Urknall bestand das Universum zu 75% aus Wasserstoff und zu 25% aus Helium. Heute sind die Proportionen nicht mehr so unterschiedlich, aber es gibt neue Elemente - das Universum besteht zu 74% aus Wasserstoff, zu 24% aus Helium und zu 2% aus anderen Elementen. Diese anderen Elemente, am häufigsten Sauerstoff (1%), Kohlenstoff (0,4%), Neon (0,1%), Eisen (0,1%) und Stickstoff (0,1%), sind alle Produkte der Sternnukleosynthese - der Synthese von schwereren Elementen in Sternkernen. In Supernovae entstehen Elemente, die schwerer als Eisen sind.
Sternentstehung erfolgt in dichten Gaswolken im interstellaren Raum. Diese Regionen werden als H II -Regionen oder Sternenkindergärten bezeichnet. Irgendwann taucht in einem Gebiet um die Größe unseres Sonnensystems eine hohe Massenkonzentration auf. Dies nennt man eine Bok-Globule. Wenn die Temperatur und der Druck in seinem Zentrum ein bestimmtes Niveau erreichen (etwa 10 Millionen Grad Kelvin), kommt es zu einer Wasserstoffzündung, und es werden große Mengen an Wärme und Licht erzeugt. Dies ist die Geburt eines Sterns.
Wenn ein Stern Wasserstoff verbrennt, befindet er sich in der Hauptsequenz und wird als Zwergstern bezeichnet. Unsere Sonne ist ein gelber Zwerg. Hauptreihensterne sind die häufigsten Sterne im Universum, vor allem wegen der Zeit, die für die Verbrennung von Wasserstoff benötigt wird. Nur ein winziger Prozentsatz der Kerne im Sternkern wird pro Jahr zu Helium verschmolzen. Wenn Wasserstoff schnell verbrannt würde, wäre der größte Teil des Wasserstoffs im Universum bereits durch Kernreaktionen verbraucht und in schwerere Elemente umgewandelt worden, was die Bildung von Wasser (H 2 O) - und damit das Leben - schwierig, wenn nicht unmöglich macht.
Wie sich ein Stern nach seiner Entstehung entwickelt, hängt von seiner Masse ab. Je massereicher der Stern ist, desto schneller verbrennt er seinen Treibstoff. In den massereichsten Sternen ist die Wasserstoffverbrennung meist schon nach wenigen Millionen Jahren abgeschlossen, und der nächste Schritt - die Heliumverbrennung - beginnt. In Sternen wie unserer Sonne wird die Wasserstoffverbrennung voraussichtlich neun Milliarden Jahre dauern. In Sternen mit einem Zehntel der Sonnenmasse kann das Verbrennen von Wasserstoff bis zu einer Billion Jahre dauern! Solche Sterne sind deutlich kühler als unsere Sonne.