„Nucleo-“ znamená „co do činění s jádry“; „Syntéza“ znamená „udělat“, takže nukleosyntéza je vytvoření (nových) atomových jader.
V astronomii - a astrofyzice a kosmologii - existují dva hlavní druhy nukleosyntézy, nukleosyntéza Big Bang (BBN) a hvězdná nukleosyntéza.
V neuvěřitelně úspěšném souboru teorií, které se běžně nazývají teorií Velkého třesku, byl raný vesmír velmi hustý a velmi horký. Jak se rozšířilo, ochladilo se a kvark-gluonová plazma „ztuhla“ na neutrony a protony (a další hadrony, ale jejich role v BBN byla okrajová), což zuřivě interagovalo ... spousty a spousty jaderných reakcí. Vesmír pokračoval v chladu a brzy se stal příliš chladným na další jaderné reakce ... nestabilní izotopy odešly a poté se rozpadly, stejně jako neutrony, které již nebyly v nějakém jádru nebo jiném. Nejvíce hmoty pak byl vodík (vlastně jen protony; elektrony nebyly zachyceny za vzniku atomů až mnohem později), a helium-4 (alfa částice) ... s kropením deuteria, čárkou helia-3 a stopou lithia -7.
To je BBN.
Atomy ve vašem těle - kromě vodíku - byly vytvořeny ve hvězdách… hvězdnou nukleosyntézou.
Hvězdy v hlavní sekvenci získávají energii, kterou září, z jaderných reakcí v jejich jádrech; mimo hlavní sled, energie pochází z jaderných reakcí ve skořápce (nebo více než jedné skořápce) kolem jádra. Existuje několik různých cyklů jaderné reakce nebo procesů (např. Trojitý alfa, proces, proton-protonový řetězec, cyklus CNO), ale konečným výsledkem je fúze vodíku (a helia) za vzniku uhlíku, dusíku, kyslíku,… a skupina železa (železo, kobalt, nikl). V červené obří fázi života hvězdy končí většina této záležitosti v mezihvězdném médiu… a jednoho dne ve vašem těle.
Existují i jiné způsoby, jak mohou být nová jádra vytvořena ve vesmíru (jiná než BBN a hvězdná nukleosyntéza); například, když se částice s vysokou energií (kosmický paprsek) srazí s jádrem v mezihvězdném médiu (nebo zemské atmosféře), rozdělí ji na dva nebo více kusů (tento proces se nazývá spallace kosmického paprsku). Tím se získá většina lithia (na rozdíl od BBN) 7Li), berylium a bór.
A ještě jedna: v supernově, zejména v jádru kolaps supernovy, se velmi rychle syntetizuje obrovské množství nových jader v jaderných reakcích vyvolaných záplavou neutronů. Tento „proces“, jak se nazývá (ve skutečnosti existuje více než jeden), produkuje většinu prvků těžších než skupina železa (měď na uran), přímo nebo radioaktivním rozkladem nestabilních izotopů produkovaných přímo.
Rád se dozvíte více? Zde je několik odkazů, které by vás mohly zajímat: Nucleosyntéza (Cosmicopia NASA), Nucleosyntéza Big Bang (Martin White, Kalifornská univerzita, Berkeley) a Stellar Nucleosynthesis (Ohio University).
Spousta časopisů Space Magazine také na toto téma; například Hvězdy na Mléčné dráze „Výdech“, uhlík, Kyslík, Astronomové simulují první hvězdy vytvořené po velkém třesku a neutronové hvězdy mají křupky ze Super-oceli.
Podívejte se na tuto epizodu Astronomie Cast, která je šitá na míru tomuto článku Guide to Space: Nucleosynthesis: Elements from Stars.
Zdroje:
NASA
Wikipedia
UC-Berkeley
