Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Kernfusion: The Big Squeeze
- Evolution eines Sterns
- Elementherstellung
- Mit einem Bang ausgehen
Ein typischer Stern beginnt als dünne Wasserstoffgaswolke, die sich unter der Schwerkraft zu einer riesigen, dichten Kugel sammelt. Wenn der neue Stern eine bestimmte Größe erreicht, entzündet sich ein Prozess namens Kernfusion und erzeugt enorme Energie für die Sterne. Der Fusionsprozess zwingt Wasserstoffatome zusammen und wandelt sie in schwerere Elemente wie Helium, Kohlenstoff und Sauerstoff um. Wenn der Stern nach Millionen oder Milliarden von Jahren stirbt, kann er schwerere Elemente wie Gold freisetzen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die Kernfusion, der Prozess, der jeden Stern antreibt, schafft viele der Elemente, die unser Universum ausmachen.
Kernfusion: The Big Squeeze
Kernfusion ist der Prozess, bei dem Atomkerne unter enormer Hitze und Druck zusammengedrückt werden, um schwerere Kerne zu erzeugen. Da diese Kerne alle eine positive elektrische Ladung tragen und sich wie Ladungen gegenseitig abstoßen, kann eine Fusion nur stattfinden, wenn diese enormen Kräfte vorhanden sind. Die Temperatur im Sonnenkern beträgt zum Beispiel etwa 15 Millionen Grad Celsius und hat einen 250 Milliarden Mal höheren Druck als die Erdatmosphäre. Der Prozess setzt enorme Mengen an Energie frei - zehnmal so viel wie die Kernspaltung und zehn Millionen Mal so viel wie chemische Reaktionen.
Evolution eines Sterns
Irgendwann wird ein Stern den gesamten Wasserstoff in seinem Kern verbraucht haben, der zu Helium umgewandelt wurde. In diesem Stadium dehnen sich die äußeren Schichten des Sterns aus und bilden einen so genannten roten Riesen.Die Wasserstofffusion konzentriert sich nun auf die Hüllschicht um den Kern und später findet die Heliumfusion statt, wenn der Stern wieder zu schrumpfen beginnt und heißer wird. Kohlenstoff ist das Ergebnis einer Kernfusion zwischen drei Heliumatomen. Wenn sich ein viertes Heliumatom der Mischung anschließt, erzeugt die Reaktion Sauerstoff.
Elementherstellung
Nur die größeren Sterne können schwerere Elemente produzieren. Dies liegt daran, dass diese Sterne ihre Temperaturen höher ansteigen lassen können als die kleineren Sterne, wie es unsere Sonne kann. Nachdem Wasserstoff in diesen Sternen verbraucht ist, durchlaufen sie eine Reihe von Kernbrennprozessen, abhängig von der Art der erzeugten Elemente, zum Beispiel Neonbrennen, Kohlenstoffbrennen, Sauerstoffbrennen oder Siliziumbrennen. Beim Verbrennen von Kohlenstoff geht das Element durch Kernfusion in Neon, Natrium, Sauerstoff und Magnesium über.
Wenn Neon brennt, schmilzt es und produziert Magnesium und Sauerstoff. Sauerstoff liefert wiederum Silizium und die anderen Elemente, die im Periodensystem zwischen Schwefel und Magnesium vorkommen. Diese Elemente produzieren wiederum die Elemente, die im Periodensystem in der Nähe von Eisen sind - Kobalt, Mangan und Ruthenium. Eisen und andere leichtere Elemente werden dann durch kontinuierliche Schmelzreaktionen der oben genannten Elemente hergestellt. Es kommt auch zum radioaktiven Zerfall instabiler Isotope. Sobald Eisen gebildet ist, kommt die Kernfusion im Kern des Sterns zum Stillstand.
Mit einem Bang ausgehen
Sterne, die ein paar Mal größer sind als unsere Sonne, explodieren, wenn ihnen am Ende ihres Lebens die Energie ausgeht. Die in diesem flüchtigen Moment freigesetzten Energien stellen die der Sterne ein Leben lang in den Schatten. Diese Explosionen haben die Energie, Elemente zu erzeugen, die schwerer als Eisen sind, einschließlich Uran, Blei und Platin.