Cosa sta bruciando il carbonio?

Il processo di combustione del carbonio è una reazione nucleare che si verifica nel nucleo di stelle massicce in condizioni di enorme temperatura e pressione.La combustione del carbonio inizia solo verso la fine della vita delle stelle.Affinché una stella abbia eventualmente costruire una pressione sufficiente nel suo nucleo per iniziare la combustione del carbonio, deve contenere almeno quattro masse solari alla sua nascita.La combustione del carbonio inizia solo dopo che grandi porzioni di idrogeno e elio sono state bruciate.

L'elemento più abbondante nell'universo è l'idrogeno.Quindi, la maggior parte delle stelle inizia la loro vita costituita principalmente da idrogeno.Mentre la fusione nucleare si accende nel nucleo di una giovane stella, l'idrogeno inizia lentamente a bruciarsi, i suoi nuclei atomici si sono fusi in elio attraverso la catena P-P mdash;in stelle la massa del sole o meno mdash;o il ciclo CNO mdash; in stelle più enormi.Questa è la reazione nucleare che genera calore e luce Suns che vediamo quando usciamo ogni giorno.

A seconda delle dimensioni della stella, brucia il suo combustibile nucleare a una velocità diversa.Le stelle più enormi hanno centri più densi e più caldi e bruciano il carburante più velocemente.Alcune delle stelle più grandi esauriscono la maggior parte del loro combustibile per idrogeno entro pochi milioni di milioni di anni, mentre il sole dovrebbe continuare a fondere l'idrogeno per 4,5 miliardi di anni e le stelle più leggere fonderanno l'idrogeno per un trilione di anni.Man mano che la cenere di elio si accumula, alla fine raggiunge la densità critica per causare l'accensione dell'elio.I sottoprodotti della combustione dell'elio sono il carbonio e l'ossigeno.

Mentre il carbonio e l'ossigeno si accumulano nel nucleo della stella su milioni di anni di combustione dell'elio, alla fine una grande percentuale di elio è esaurita e le stelle si raffreddanoincapace di generare più energia nucleare.Questo raffreddamento provoca contrarre il core, aumentando ulteriormente la densità e la pressione.Nelle stelle sopra circa quattro masse solari, la temperatura e la densità necessarie vengono raggiunte per la combustione del carbonio.Questo riscalda il nucleo della stella e si espande per diventare un supergiant rosso.

La combustione del carbonio è uno dei motivi principali per cui esistono elementi più pesanti del carbonio nell'universo.La reazione principale è costituita da diversi componenti.In uno, due nuclei di carbonio si fondono per formare un atomo al neon e un atomo di elio.Alla fine, questi si rompono in sodio e idrogeno, quindi magnesio e neutrone libero.A causa di tutti i processi nucleari in corso contemporaneamente nel nucleo delle stelle, vengono prodotte grandi quantità di neon, ossigeno e magnesio.L'intero processo di combustione del carbonio richiede solo circa 1000 anni.

Se la stella ha tra le quattro e le otto masse solari di materiale, espellerà il suo strato esterno mentre la combustione del carbonio si accumula, creando una nebula planetaria e lasciando dietro di sé un nucleo nano bianco.Se ha più di otto masse solari, alla fine inizierà la combustione del neon, la fase successiva nell'evoluzione delle stelle massicce.