Wat is explosieve nucleosynthese?
Explosieve nucleosynthese is het creëren van zware elementen die zich in het hart van een supernova voordoen. Een supernova is een enorm energetische astronomische gebeurtenis waarbij een superreusachtige ster zijn nucleaire brandstof uitput en onder zijn eigen zwaartekracht instort. De invallende materie stuitert tegen een superdense kern, waardoor een explosie en een schokfront ontstaat dat weggaat van de kern met snelheden tot 2000 km / s. Een supernova kan zijn sterrenstelsel overtreffen, en ze worden al sinds de oude geschiedenis waargenomen door astronomen.
Sterren verkrijgen hun energie door de fusie van atoomkernen, voornamelijk waterstof en helium. Dit wordt waterstof en heliumverbranding genoemd. In zeer massieve sterren creëert het verbranden van deze elementen een "as" van zwaardere en zwaardere elementen - koolstof, neon, silicium, ijzer en nikkel - totdat uiteindelijk de hoeveelheid energie die nodig is om kernen te smelten de energie die het vrijkomt overschrijdt, en de nucleaire kettingreactie is gedoofd. Wat overblijft is een ijzer-nikkelkern bestaande uit ongeveer 1,38 zonnemassa's, die vervolgens snel ineenvalt in een neutronenster of een zwart gat, waardoor een supernova uit de terugspringing ontstaat. Een ander type supernova, een Type Ia supernova genoemd, komt voor in minder massieve sterren. Een type Ia-supernova treedt op wanneer een koolstof-zuurstofwitte dwerg dezelfde 1,38 zonnemassadrempel overschrijdt en alle inhoud in enkele seconden verbrandt.
In beide soorten supernova worden temperaturen in de miljarden graden in de kern gecreëerd, en verschillende zonne-massa's van materiaal worden naar buiten uitgestoten met 3% van de snelheid van het licht. Hoewel het samen smelten van ijzer- en nikkelkernen erg duur is in termen van energie, is een supernova meer dan genoeg om de nodige reacties te initiëren. Elk element dat zwaarder is dan ijzer op het periodiek systeem is ofwel gemaakt in supernovae-explosies of is een vervalproduct van die elementen.
Supernova-nucleosynthese is slechts één categorie van nucleosynthese. Het meer typerende type nucleosynthese is stellaire nucleosynthese, voornamelijk van het eerder genoemde type waterstof en heliumverbranding. Er is ook Big Bang-nucleosynthese, die plaatsvond tijdens de eerste drie minuten van het bestaan van het universum. Tijdens dit evenement werd 24% van de oorspronkelijke waterstofatomen in de kosmos gefuseerd tot heliumkernen. Momenteel bestaat het waarneembare universum uit ongeveer 74% waterstof, 24% helium, 1% zuurstof en 1% andere elementen.