Co to jest spalanie wodoru?

Spalanie wodoru jest procesem zachodzącym w każdej gwiazdy, w którym jądra wodoru łączą się z helem w wysokich temperaturach i ciśnieniach. Jest to najczęstszy rodzaj procesu znany jako nukleosynteza gwiazd. Po Wielkim Wybuchu wszechświat składał się z około 75% wodoru i 25% helu. Dziś proporcje nie są aż tak różne, ale pojawiają się nowe pierwiastki - wszechświat zawiera około 74% wodoru, 24% helu i 2% innych pierwiastków. Te pozostałe pierwiastki, najczęściej tlen (1%), węgiel (.4%), neon (.1%), żelazo (.1%) i azot (.1%) są produktami gwiezdnej nukleosyntezy - syntezy cięższych pierwiastków w rdzeniach gwiezdnych. Elementy cięższe od żelaza powstają w supernowych.

Formowanie gwiazd zachodzi w gęstych obłokach gazu w przestrzeni międzygwiezdnej. Są to tak zwane regiony H II lub gwiezdne żłobki. W końcu wysokie stężenie masy pojawia się w obszarze wielkości naszego Układu Słonecznego. Nazywa się to globulą Boka. Kiedy temperatura i ciśnienie w jego centrum osiągają pewien poziom (około 10 milionów stopni Kelvina), następuje zapłon wodoru i wytwarzane są ogromne ilości ciepła i światła. To narodziny gwiazdy.

Kiedy gwiazda bierze udział w spalaniu wodoru, mówi się, że znajduje się w głównej sekwencji i nazywa się gwiazdą karłowatą. Nasze Słońce jest żółtym karłem. Gwiazdy o głównej sekwencji są najczęstszymi gwiazdami we wszechświecie, przede wszystkim ze względu na czas potrzebny na spalenie wodoru. Tylko niewielki procent jąder jądra gwiezdnego jest wtapiany w hel rocznie. Gdyby wodór palił się szybko, większość wodoru we wszechświecie byłaby już zużywana przez reakcje jądrowe i przekształcana w cięższe pierwiastki, co utrudniałoby tworzenie się wody (H2O) - a zatem i życia - trudne, jeśli nie niemożliwe.

Sposób ewolucji gwiazdy po jej utworzeniu zależy od jej masy. Im bardziej masywna gwiazda, tym szybciej pali się paliwo. W najbardziej masywnych gwiazdach spalanie wodoru kończy się w większości po zaledwie kilku milionach lat i rozpoczyna się następny krok - spalanie helu. W gwiazdach takich jak nasze Słońce przewiduje się, że etap spalania wodoru potrwa dziewięć miliardów lat. W gwiazdach o jednej dziesiątej masy Słońca spalanie wodoru może trwać nawet trylion lat! Takie gwiazdy są znacznie chłodniejsze niż nasze Słońce.