Wat is waterstofverbranding?
Waterstofverbranding is een proces dat plaatsvindt in elke ster, waarbij waterstofkernen bij hoge temperaturen en drukken worden samengesmolten tot helium. Het is het meest voorkomende type proces dat bekend staat als stellaire nucleosynthese. Na de oerknal bestond het universum uit ongeveer 75% waterstof en 25% helium. Tegenwoordig zijn de verhoudingen niet zo verschillend, maar er zijn nieuwe elementen - het universum bevat ongeveer 74% waterstof, 24% helium en 2% andere elementen. Deze andere elementen, de meest voorkomende zijn zuurstof (1%), koolstof (.4%), neon (.1%), ijzer (.1%) en stikstof (.1%) zijn allemaal producten van stellaire nucleosynthese - de synthese van zwaardere elementen in stellaire kernen. Elementen zwaarder dan ijzer worden gemaakt in supernovae.
Stervorming vindt plaats in dichte gaswolken in de interstellaire ruimte. Dit worden H II-regio's of stellaire kwekerijen genoemd. Uiteindelijk verschijnt een hoge concentratie van massa in een gebied rond de grootte van ons zonnestelsel. Dit wordt een Bok-bolletje genoemd. Wanneer de temperatuur en druk in het midden een bepaald niveau bereikt (ongeveer 10 miljoen graden Kelvin), vindt waterstofontsteking plaats en worden grote hoeveelheden warmte en licht geproduceerd. Dit is de geboorte van een ster.
Wanneer een ster waterstof verbrandt, wordt gezegd dat deze in de hoofdreeks staat en een dwergster wordt genoemd. Onze zon is een gele dwerg. Hoofdreekssterren zijn de meest voorkomende sterren in het universum, voornamelijk vanwege de tijdsduur die nodig is om waterstofverbranding te laten plaatsvinden. Slechts een klein percentage van de kernen in de stellaire kern wordt jaarlijks tot helium samengesmolten. Als waterstof snel zou verbranden, zou het grootste deel van de waterstof in het universum al zijn verbruikt door nucleaire reacties en omgezet in zwaardere elementen, waardoor de vorming van water (H 2 O) - en dus leven - moeilijk zo niet onmogelijk is.
De manier waarop een ster zich na zijn vorming ontwikkelt, hangt af van zijn massa. Hoe massiever de ster, hoe sneller hij zijn brandstof verbrandt. In de meest massieve sterren is het verbranden van waterstof meestal al na een paar miljoen jaar voltooid en begint de volgende stap - het verbranden van helium. In sterren zoals onze zon zal het waterstofverbrandingsstadium naar verwachting negen miljard jaar duren. In sterren met een tiende van de massa van de zon kan de waterstofverbranding wel een triljoen jaar duren! Dergelijke sterren zijn aanzienlijk koeler dan onze zon.