Wat is koolstofverbranding?

Het koolstofverbrandingsproces is een nucleaire reactie die plaatsvindt in de kern van massieve sterren onder omstandigheden van enorme temperatuur en druk.Koolstofverbranding begint alleen aan het einde van het leven van een sterren.Om een ster uiteindelijk voldoende druk in zijn kern op te bouwen om koolstofverbranding te initiëren, moet het bij zijn geboorte minstens vier zonnemassa's bevatten.De koolstofverbranding begint pas nadat grote delen van de sterren waterstof en helium is verbrand.

Het meest voorkomende element in het universum is waterstof.Dus, de meeste sterren beginnen hun leven, voornamelijk uit waterstof.Terwijl nucleaire fusie ontsteekt in de kern van een jonge ster, begint de waterstof langzaam weg te branden, zijn atoomkernen versmolten in helium door de P-P-keten mdash;in sterren de massa van de zon of minder mdash;of de CNO -cyclus mdash; in meer massieve sterren.Dit is de nucleaire reactie die de warmte en het licht van de zonnen genereert die we zien wanneer we elke dag buiten stappen.

Afhankelijk van de grootte van de ster, verbrandt het zijn nucleaire brandstof met een andere snelheid.Meer massieve sterren hebben dichtere en hete centra en verbranden hun brandstof sneller.Sommige van de grootste sterren putten het grootste deel van hun waterstofbrandstof binnen slechts een paar miljoen jaar, terwijl de zon gepland is om 4,5 miljard jaar waterstof te blijven combineren, en de lichtste sterren zullen een triljoen jaar waterstof versmelten.Terwijl de heliumas zich ophoopt, bereikt het uiteindelijk de kritische dichtheid om heliumontsteking te veroorzaken.De bijproducten van het heliumverbranding zijn koolstof en zuurstof.Niet in staat om meer kernenergie te genereren.Deze afkoeling zorgt ervoor dat de kern contracteert, waardoor de dichtheid en druk verder wordt vergroot.In sterren boven ongeveer vier zonnemassa's wordt de noodzakelijke temperatuur en dichtheid bereikt voor koolstofverbranding.Dit opwarmt de kern van de ster en het breidt zich uit om een rode supergiant te worden.

Koolstofverbranding is een van de belangrijkste redenen waarom er elementen bestaan die zwaarder zijn dan koolstof in het universum.De belangrijkste reactie bestaat uit verschillende componenten.In één versmelten twee koolstofkernen om een neonatoom en een heliumatoom te vormen.Uiteindelijk breken deze af in natrium en waterstof, dan magnesium en een vrij neutron.Vanwege alle nucleaire processen die gelijktijdig in de sterrenkern lopen, worden grote hoeveelheden neon, zuurstof en magnesium geproduceerd.Het hele koolstofverbrandingsproces duurt slechts ongeveer 1000 jaar.

Als de ster tussen de vier en acht zonnemassa's materiaal heeft, zal het zijn buitenste laag verdrijven terwijl de koolstof peters uitbrand.Als het meer dan acht zonnemassa's heeft, zal het uiteindelijk neonverbranding initiëren, de volgende fase in de evolutie van massieve sterren.