'Kodols' nozīmē 'ko darīt ar kodoliem'; 'Sintēze' nozīmē 'veikt', tāpēc nukleosintēze ir (jaunu) atomu kodolu radīšana.
Astronomijā, kā arī astrofizikā un kosmoloģijā pastāv divi galvenie nukleosintēzes veidi: Lielā sprādziena nukleosintēze (BBN) un zvaigžņu nukleosintēze.
Apbrīnojami veiksmīgajā teoriju komplektā, ko tautā sauc par Lielā sprādziena teoriju, agrīnais Visums bija ļoti blīvs un ļoti karsts. Paplašinoties, tas atdzisa un kvarka-gluona plazma “iesaldējās” neitronos un protonos (un citos hadronos, bet to loma BBN bija niecīga), kas nikni mijiedarbojās… daudz un daudz kodolreakciju. Visums turpināja atdzist un drīz vien kļuva par aukstu turpmākām kodolreakcijām. Pēc tam palikušie nestabilie izotopi sabojājās, tāpat kā neitroni, kas neatrodas dažos kodolos vai citos. Pēc tam lielākā daļa lietu bija ūdeņradis (patiesībā tikai protoni; elektroni tika notverti, lai veidotos atomi tikai daudz vēlāk), un hēlijs-4 (alfa daļiņas)… ar smidzināšanu ar deitēriju, svītra hēliju-3 un litija pēdas -7.
Tas ir BBN.
Atomi jūsu ķermenī, izņemot ūdeņradi, visi tika izgatavoti zvaigznēs ... zvaigžņu nukleosintēzes ceļā.
Galvenās secības zvaigznes iegūst enerģiju, ko tās mirdz no kodolreakcijām to kodolos; ārpus galvenās secības, enerģija nāk no kodolreakcijām apvalkā (vai vairāk nekā vienā apvalkā) ap kodolu. Ir vairāki dažādi kodolreakciju cikli vai procesi (piemēram, trīskāršais alfa, s process, protonu-protonu ķēde, CNO cikls), bet gala rezultāts ir ūdeņraža (un hēlija) saplūšana, lai iegūtu oglekli, slāpekli, skābekli,… un dzelzs grupa (dzelzs, kobalts, niķelis). Zvaigznes dzīves sarkanā milzu fāzē liela daļa šīs lietas nonāk starpzvaigžņu vidē… un vienu dienu jūsu ķermenī.
Ir arī citi veidi, kā Visumā var radīt jaunus kodolus (izņemot BBN un zvaigžņu nukleosintēzi); piemēram, kad augstas enerģijas daļiņa (kosmiskais stars) saduras ar kodolu starpzvaigžņu vidē (vai Zemes atmosfērā), tā sadalās divos vai vairāk gabalos (šo procesu sauc par kosmisko staru spalizāciju). Tas rada lielāko daļu litija (izņemot BBN 7Li), berilija un bora.
Un vēl viens: supernovā, īpaši kodola sabrukšanas supernovā, kodolreakcijās, kuras izraisa neitronu plūdi, ļoti ātri tiek sintezēti milzīgi daudz jaunu kodolu. Šis “r process”, kā to sauc (faktiski ir vairāk nekā viens), rada lielāko daļu elementu, kas ir smagāki par dzelzs grupu (varš vai urāns), tieši vai ar radioaktīvu sabrukšanu tieši nestabiliem izotopiem.
Vai vēlaties uzzināt vairāk? Šeit ir dažas saites, kas varētu jūs interesēt: kodolieroču sintēze (NASA kosmopija), lielā sprādziena nukleosintēze (Martins Vaits, Kalifornijas universitāte, Bērklija) un zvaigžņu nukleosintēze (Ohaio universitāte).
Daudz arī Space Magazine stāstu par šo tēmu; piemēram, zvaigznes Piena Ceļa kodolā rada “izelpas” oglekli, skābekli, astronomi simulē pirmās zvaigznes, kas izveidotas pēc lielā sprādziena, un neitronu zvaigznēm ir super-tērauda garozas.
Iepazīstieties ar šo astronomijas cast epizodi, kas īpaši izstrādāta šim ceļvedim kosmosā: Nukleosintēze: Zvaigžņu elementi.
Avoti:
NASA
Wikipedia
UC-Berkeley
