Co to jest spalanie węgla?
Proces spalania węgla jest reakcją jądrową, która ma miejsce w rdzeniu masywnych gwiazd w warunkach ogromnej temperatury i ciśnienia. Spalanie węgla inicjuje tylko koniec życia gwiazdy. Aby gwiazda ostatecznie zwiększyć wystarczającą presję w swoim rdzeniu, aby zainicjować spalanie węgla, musi ona zawierać co najmniej cztery masy słoneczne przy jego urodzeniu. Spalanie węgla rozpoczyna się dopiero po spaleniu dużych części wodoru i helu gwiazdy.
Najliczniejszym elementem we wszechświecie jest wodór. Tak więc większość gwiazd rozpoczyna swoje okresy życia składające się głównie z wodoru. Gdy fuzja jądrowa zapala się w rdzeniu młodej gwiazdy, wodór powoli zaczyna się spalać, jego jądra atomowe połączyły się w hel przez łańcuch P-P-w gwiazdach masy słońca lub mniej-lub cyklu CNO-w bardziej masywnych gwiazdach. Jest to reakcja jądrowa, która generuje ciepło i światło słońca, które widzimy, kiedy codziennie wychodzimy na zewnątrz.
W zależności od wielkości gwiazdy spala paliwo jądrowe z inną szybkością. Bardziej masywne gwiazdy mają gęstsze i cieplejsze centra i szybciej spalają paliwo. Niektóre z największych gwiazd wyczerpują większość paliwa wodorowego w ciągu zaledwie kilku milionów milionów lat, podczas gdy Słońce ma kontynuować łączenie wodoru przez 4,5 miliarda lat, a najlżejsze gwiazdy będą łączyć wodór przez bilion lat. Gdy hel „popiół” buduje się, ostatecznie osiąga krytyczną gęstość, aby spowodować zapłon helu. Produkty uboczne spalania helu to węgiel i tlen.
W miarę budowania węgla i tlenu w rdzeniu gwiazdy przez miliony lat spalania helu, ostatecznie duży procent helu jest wyczerpany, a rdzeń gwiazdy ochładza się, niezdolnym do wygenerowania większej mocy jądrowej. To ochłodzenie powoduje kurczenie się rdzenia, dodatkowo zwiększając gęstość i ciśnienie. W gwiazdach powyżej około czterech mas słonecznych, tNiezbędny jest temperatura i gęstość do spalania węgla. To ogrzewa rdzeń gwiazdy i rozszerza się, aby stać się czerwonym supergiantem.
Spalanie węgla jest jednym z głównych powodów, dla których istnieją elementy cięższe niż węgiel we wszechświecie. Główna reakcja składa się z kilku składników. W jednym, dwa jądra węglowe, tworząc atom neonowy i atom helowy. Ostatecznie one rozpadają się na sód i wodór, a następnie magnez i wolny neutron. Ze względu na wszystkie procesy nuklearne trwają jednocześnie w rdzeniu gwiazdy, wytwarzane są duże ilości neonu, tlenu i magnezu. Cały proces spalania węgla zajmuje tylko około 1000 lat.
Jeśli gwiazda ma od czterech do ośmiu masy materiału słonecznego, wyrzuci swoją warstwę zewnętrzną, gdy wychodzi paszeczki paliwa węgla, tworząc planetarne mgławice i pozostawiając biały rdzeń karła. Jeśli ma więcej niż osiem mas słonecznych, ostatecznie zainicjuje spalanie neonów, następny etap ewolucji Massive STars.