Τι είναι η καύση άνθρακα;

Η διαδικασία καύσης άνθρακα είναι μια πυρηνική αντίδραση που συμβαίνει στον πυρήνα των μαζικών αστεριών υπό συνθήκες τεράστιας θερμοκρασίας και πίεσης.Η καύση άνθρακα ξεκινά μόνο κοντά στο τέλος μιας ζωής των αστεριών.Για ένα αστέρι για να δημιουργήσει τελικά αρκετή πίεση στον πυρήνα του για να ξεκινήσει καύση άνθρακα, πρέπει να περιέχει τουλάχιστον τέσσερις ηλιακές μάζες κατά τη γέννησή του.Η καύση άνθρακα αρχίζει μόνο μετά από μεγάλα τμήματα του υδρογόνου των αστεριών και του ήλιου.

Το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν είναι υδρογόνο.Έτσι, τα περισσότερα αστέρια ξεκινούν τις ζωές τους που αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο.Καθώς η πυρηνική σύντηξη αναφλέγεται στον πυρήνα ενός νεαρού αστεριού, το υδρογόνο αρχίζει αργά να καίγεται, οι ατομικοί πυρήνες του συντηγμένοι σε ήλιο μέσω της αλυσίδας P-P mdash.Στα αστέρια η μάζα του ήλιου ή λιγότερο mdash?ή ο κύκλος CNO mdash; σε πιο μαζικά αστέρια.Αυτή είναι η πυρηνική αντίδραση που παράγει τη θερμότητα και το φως του ήλιου που βλέπουμε όταν βγαίνουμε έξω κάθε μέρα.Τα πιο μαζικά αστέρια έχουν πυκνότερα και θερμότερα κέντρα και καίγονται τα καύσιμα τους γρηγορότερα.Μερικά από τα μεγαλύτερα αστέρια εξαντλούν το μεγαλύτερο μέρος του καυσίμου υδρογόνου τους μέσα σε λίγα εκατομμύρια χρόνια, ενώ ο ήλιος έχει προγραμματιστεί να συνεχίσει να συντηρεί το υδρογόνο για 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια και τα ελαφρύτερα αστέρια θα συγχωνεύουν το υδρογόνο για ένα τρισεκατομμύριο χρόνια.Καθώς η τέφρα ηλίου συσσωρεύεται, τελικά φτάνει στην κρίσιμη πυκνότητα για να προκαλέσει ανάφλεξη ηλίου.Τα υποπροϊόντα της καύσης του ήλιου είναι ο άνθρακας και το οξυγόνο. Καθώς ο άνθρακας και το οξυγόνο συσσωρεύονται στον πυρήνα του αστεριού κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών καύσης ηλίου, τελικά ένα μεγάλο ποσοστό του ήλιου εξαντλείται και ο πυρήνας των αστεριών δροσίζει,Δεν είναι δυνατή η παραγωγή περισσότερης πυρηνικής ενέργειας.Αυτή η ψύξη αναγκάζει τον πυρήνα να συστέλλεται, αυξάνοντας περαιτέρω την πυκνότητα και την πίεση.Στα αστέρια πάνω από περίπου τέσσερις ηλιακές μάζες, η απαραίτητη θερμοκρασία και πυκνότητα επιτυγχάνεται για καύση άνθρακα.Αυτό θερμαίνει τον πυρήνα του αστεριού και επεκτείνεται για να γίνει ένα κόκκινο supergiant.

Η καύση άνθρακα είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους υπάρχουν στοιχεία βαρύτερα από τον άνθρακα στο σύμπαν.Η κύρια αντίδραση αποτελείται από διάφορα συστατικά.Σε ένα, δύο πυρήνες άνθρακα για να σχηματίσουν ένα άτομο νέον και ένα άτομο ηλίου.Τελικά, αυτά καταρρέουν σε νάτριο και υδρογόνο, στη συνέχεια μαγνήσιο και ελεύθερο νετρονόμο.Λόγω όλων των πυρηνικών διεργασιών που συνεχίζονται ταυτόχρονα στον πυρήνα των αστεριών, παράγονται μεγάλες ποσότητες νέον, οξυγόνο και μαγνήσιο.Ολόκληρη η διαδικασία καύσης άνθρακα διαρκεί μόνο 1000 χρόνια.

Εάν το αστέρι έχει μεταξύ τεσσάρων και οκτώ ηλιακών μάζων υλικού, θα εκδιώξει το εξωτερικό στρώμα του ως το Burning Carbon Peters έξω, δημιουργώντας ένα πλανητικό νεφελώ.Εάν έχει περισσότερες από οκτώ ηλιακές μάζες, τελικά θα ξεκινήσει καύση νέον, το επόμενο στάδιο στην εξέλιξη των μαζικών αστεριών.