Vad är explosiv nukleosyntes?

Explosiv nukleosyntes är skapandet av tunga element som inträffar i hjärtat av en supernova. En supernova är en oerhört energisk astronomisk händelse där en supergigantisk stjärna tappar ut sitt kärnbränsle och kollapsar under sin egen tyngdkraft. Den infalling materia studsar mot en superdens kärna, skapar en explosion och en chockfront som rör sig bort från kärnan med hastigheter upp till 2000 km / s. En supernova kan överträffa värdgalaxen och de har observerats av astronomer sedan forntida historia.

Stjärnor får sin energi genom fusion av atomkärnor, främst väte och helium. Detta kallas väte- och heliumförbränning. I mycket massiva stjärnor skapar förbränningen av dessa element en "aska" av tyngre och tyngre element - kol, neon, kisel, järn och nickel - tills slutligen den mängd energi som krävs för att smälta kärnor överstiger energin den frigör, och kärnkraftsreaktionen slocknas. Det som finns kvar är en järn-nickelkärna som består av cirka 1,38 solmassor, som sedan snabbt kollapsar till antingen en neutronstjärna eller ett svart hål, vilket orsakar en supernova från studsbacken. En annan typ av supernova, kallad en typ Ia-supernova, förekommer i mindre massiva stjärnor. En supernova av typ Ia inträffar när en kol-syrevit dvärg överskrider samma 1,38 solmassetröskel och förbränner allt innehåll på några sekunder.

I båda typerna av supernova skapas temperaturer i miljarder grader i kärnan och flera solmassor av material matas ut utåt med 3% av ljusets hastighet. Även om det är mycket kostsamt att smälta samman järn- och nickelkärnor i form av energi, är en supernova mer än tillräckligt för att initiera de nödvändiga reaktionerna. Varje element som är tyngre än järn i det periodiska systemet skapas antingen i supernovaexplosioner eller är en förfallsprodukt av dessa element.

Supernova-nukleosyntes är bara en kategori av nukleosyntes. Den mer typiska typen av nukleosyntes är stellär nukleosyntes, främst av väte- och heliumförbränningstyp som nämnts tidigare. Det finns också Big Bang-nukleosyntes, som inträffade under de första tre minuterna av universums existens. Under denna händelse smältes 24% av de initiala väteatomerna i kosmos till heliumkärnor. För närvarande består det observerbara universum av cirka 74% väte, 24% helium, 1% syre och 1% andra element.