Wie entstehen Elemente in Sternen?

Wie sind Elemente in Sternen geformt?

Ein typischer Stern beginnt als dĂŒnne Wasserstoffgaswolke, die sich unter der Schwerkraft in einer riesigen, dichten Kugel sammelt. Wenn der neue Stern eine bestimmte GrĂ¶ĂŸe erreicht, entzĂŒndet sich ein Prozess namens Kernfusion, der die enorme Energie des Sterns erzeugt. Der Fusionsprozess zwingt Wasserstoffatome zusammen und verwandelt sie in schwerere Elemente wie Helium, Kohlenstoff und Sauerstoff. Wenn der Stern nach Millionen oder Milliarden 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, aus denen unser Universum besteht.

Kernfusion: Der große Squeeze

Kernfusion ist der Prozess, bei dem Atomkerne unter ungeheurer Hitze und Druck zusammen gezwungen werden, schwerere Kerne zu erzeugen. Da diese Kerne alle eine positive elektrische Ladung tragen und sich Ă€hnliche Ladungen abstoßen, kann eine Fusion nur stattfinden, wenn diese enormen KrĂ€fte vorhanden sind. Die Temperatur im Kern der Sonne betrĂ€gt zum Beispiel etwa 15 Millionen Grad Celsius und hat einen 250 Milliarden Mal höheren Druck als die ErdatmosphĂ€re. Der Prozess setzt enorme Energiemengen frei - zehnmal so viel wie bei der Kernspaltung und zehn Millionen mal so viel wie bei chemischen Reaktionen.

Evolution eines Sterns

Irgendwann wird ein Stern den gesamten Wasserstoff in seinem Kern verbraucht haben, alles wurde zu Helium umgewandelt. In diesem Stadium werden sich die Ă€ußeren Schichten des Sterns zu einem sogenannten Roten Riesen ausdehnen. Die Wasserstofffusion konzentriert sich nun auf die HĂŒllenschicht um den Kern herum und spĂ€ter kommt es zur Heliumfusion, wenn der Stern wieder zu schrumpfen beginnt und heißer wird. Kohlenstoff ist das Ergebnis der Kernfusion zwischen drei Heliumatomen. Wenn ein viertes Heliumatom mit der Mischung verbunden wird, erzeugt die Reaktion Sauerstoff.

Element Produktion

Nur die grĂ¶ĂŸeren Sterne können schwerere Elemente erzeugen. Dies liegt daran, dass diese Sterne ihre Temperaturen höher als die kleineren Sterne wie unsere Sonne hochziehen können. Nachdem Wasserstoff in diesen Sternen aufgebraucht ist, durchlaufen sie eine Reihe von Kernbrennungen, abhĂ€ngig von den Arten der produzierten Elemente, zum Beispiel Neon brennen, Kohlenstoff verbrennen, Sauerstoff verbrennen oder Silizium verbrennen. Bei der Kohlenstoffverbrennung durchlĂ€uft das Element eine Kernfusion, um Neon, Natrium, Sauerstoff und Magnesium zu erhalten.

Wenn Neon brennt, verschmilzt es und produziert Magnesium und Sauerstoff. Sauerstoff wiederum liefert Silizium und die anderen Elemente, die im Periodensystem zwischen Schwefel und Magnesium enthalten sind. Diese Elemente erzeugen wiederum diejenigen, die Eisen im Periodensystem nahe sind - Kobalt, Mangan und Ruthenium. Eisen und andere leichtere Elemente werden dann durch kontinuierliche Fusionsreaktionen durch die oben erwÀhnten Elemente hergestellt. Radioaktiver Zerfall von instabilen Isotopen tritt ebenfalls auf. Sobald das Eisen gebildet ist, kommt die Kernfusion im Kern des Sterns zum Stillstand.

Mit einem Bang ausgehen

Sterne, die ein paar Mal grĂ¶ĂŸer sind als unsere Sonne explodiert, wenn sie am Ende ihres Lebens keine Energie mehr haben. Die Energien, die in diesem flĂŒchtigen Moment freigesetzt werden, sind die des gesamten Lebens des Sterns. Diese Explosionen haben die Energie, Elemente zu erzeugen, die schwerer sind als Eisen, einschließlich Uran, Blei und Platin.

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