„Jądro” oznacza „robić z jądrami”; „Synteza” oznacza „zrobić”, więc nukleosynteza to tworzenie (nowych) jąder atomowych.
W astronomii - oraz w astrofizyce i kosmologii - istnieją dwa główne rodzaje nukleosyntezy, nukleosynteza Big Bang (BBN) i nukleosynteza gwiazd.
W niezwykle udanym zestawie teorii, które są powszechnie nazywane teorią Wielkiego Wybuchu, wczesny wszechświat był bardzo gęsty i bardzo gorący. Gdy się rozszerzyło, ostygło, a plazma kwarkowo-gluonowa „zamarzła” w neutrony i protony (i inne hadrony, ale ich rola w BBN była znikoma), które oddziaływały wściekle… mnóstwo reakcji jądrowych. Wszechświat nadal się ochładzał i wkrótce stał się zbyt zimny na dalsze reakcje jądrowe… nietrwałe izotopy, które pozostały, a następnie rozpadły się, podobnie jak neutrony jeszcze nie w jakimś jądrze. Większość materii stanowiła wówczas wodór (właściwie tylko protony; elektrony nie były wychwytywane, tworząc atomy aż do dużo później), a hel-4 (cząstki alfa)… z odrobiną deuteru, odrobiną helu-3 i śladem litu -7.
To jest BBN.
Wszystkie atomy w twoim ciele - oprócz wodoru - powstały w gwiazdach… za pomocą nukleosyntezy gwiazd.
Gwiazdy w głównej sekwencji pobierają energię, przez którą świecą z reakcji jądrowych w ich rdzeniach; poza główną sekwencją energia pochodzi z reakcji jądrowych w skorupie (lub więcej niż jednej skorupie) wokół rdzenia. Istnieje kilka różnych cykli reakcji jądrowych lub procesów (np. Proces potrójnej alfa, łańcuch proton-proton, cykl CNO), ale efektem końcowym jest stopienie wodoru (i helu) w celu wytworzenia węgla, azotu, tlenu,… i grupa żelaza (żelazo, kobalt, nikiel). W fazie czerwonego olbrzyma życia gwiazdy znaczna część tej materii kończy się w ośrodku międzygwiezdnym… i pewnego dnia w ciele.
Istnieją inne sposoby tworzenia nowych jąder we wszechświecie (inne niż BBN i nukleosynteza gwiazd); na przykład, gdy cząstka o wysokiej energii (promień kosmiczny) zderza się z jądrem w ośrodku międzygwiezdnym (lub w atmosferze ziemskiej), rozbija ją na dwie lub więcej części (proces ten nazywa się spallacją promienia kosmicznego). Powoduje to wytwarzanie większości litu (oprócz BBN 7Li), beryl i bor.
I jeszcze jedno: w supernowej, szczególnie supernowej z zapadnięciem się rdzenia, bardzo szybko powstają ogromne ilości nowych jąder w reakcjach jądrowych wywołanych zalewem neutronów. Ten „proces r”, jak się go nazywa (w rzeczywistości jest ich więcej niż jeden), wytwarza większość pierwiastków cięższych niż grupa żelaza (od miedzi do uranu), bezpośrednio lub poprzez rozpad radioaktywny niestabilnych izotopów wytwarzanych bezpośrednio.
Chcesz dowiedzieć się więcej? Oto kilka linków, które mogą Cię zainteresować: Nosynteza (Kosmosopia NASA), Nukleosynteza Big Bang (Martin White, University of California, Berkeley) i Stellar Nucleosynthesis (Ohio University).
Wiele opowiadań Space Magazine na ten temat; na przykład Gwiazdy w Drodze Mlecznej „Wydech” Węgiel, tlen, astronomowie symulują pierwsze gwiazdy powstałe po Wielkim Wybuchu, a gwiazdy neutronowe mają skorupy super-stali.
Zapoznaj się z tym odcinkiem Astronomy Cast, opracowanym specjalnie na potrzeby tego Przewodnika po kosmosie: Nosynteza: pierwiastki z gwiazd.
Źródła:
NASA
Wikipedia
UC Berkeley
