"Нуклео-" означає "робити з ядрами"; "Синтез" означає "робити", тому нуклеосинтез - це створення (нових) атомних ядер.
В астрономії - астрофізиці та космології - є два основних види нуклеосинтезу, нуклеосинтез Великого вибуху (ББН) та зоряний нуклеосинтез.
У надзвичайно вдалому наборі теорій, які в народі називають теорією великого вибуху, ранній Всесвіт був дуже щільним і дуже гарячим. Коли він розширювався, він охолоджувався, і плазма кварк-глюона «замерзала» в нейтрони та протони (та інші адрони, але їхня роль у ББН була маргінальною), яка жорстоко взаємодіяла… багато та багато ядерних реакцій. Всесвіт продовжувало охолоджуватись, і незабаром стало занадто холодно для будь-яких подальших ядерних реакцій… нестабільні ізотопи залишилися, а потім розпалися, як і нейтрони, які вже не були в якомусь ядрі чи іншому. Більшість матерій тоді складали водень (насправді лише протони; електрони не були захоплені, щоб утворити атоми набагато пізніше), а гелій-4 (альфа-частинки)… із посипанням дейтерію, штрихом гелію-3 та слідом літію -7.
Це BBN
Атоми у вашому тілі - окрім водню - усі були створені зірками… зоряним нуклеосинтезом.
Зірки в основній послідовності отримують енергію, яку вони світять, завдяки ядерним реакціям у своїх ядрах; поза основною послідовністю, енергія надходить від ядерних реакцій в оболонці (або більше однієї оболонки) навколо ядра. Існує кілька різних циклів або процесів ядерної реакції (наприклад, потрійний альфа, процес, протонно-протонний ланцюг, цикл CNO), але кінцевим результатом є синтез водню (і гелію) для отримання вуглецю, азоту, кисню і ... група заліза (залізо, кобальт, нікель). У червоній гігантській фазі життя зірки значна частина цієї речовини закінчується в міжзоряному середовищі ... і один день у вашому тілі.
Є й інші способи створення нових ядер у Всесвіті (крім BBN та зоряного нуклеосинтезу); наприклад, коли високоенергетична частинка (космічний промінь) стикається з ядром у міжзоряному середовищі (або в атмосфері Землі), вона розбиває його на два чи більше шматка (цей процес називається розпливом космічних променів). При цьому утворюється більша частина літію (крім BBN 7Лі), берилій та бор.
І ще одне: в надновій, особливо в суперновій, що розвалюється, ядро, дуже швидко синтезується величезна кількість нових ядер в ядерних реакціях, викликаних потоком нейтронів. Цей «r-процес», як його називають (насправді їх існує більше), виробляє більшість елементів важче, ніж група заліза (мідь до урану), безпосередньо або радіоактивним розпадом нестабільних ізотопів, що утворюються безпосередньо.
Любите дізнатися більше? Ось декілька посилань, які можуть вас зацікавити: нуклеосинтез (космікопія НАСА), нуклеосинтез великого вибуху (Мартін Уайт, Каліфорнійський університет, Берклі) та зоряний нуклеосинтез (Університет Огайо).
Багато сюжетів журналу «Космос» і на цю тему; наприклад, Зірки на Основному «Видиху» вуглецю, кисню, астрономи моделюють перші зірки, що утворюються після великого вибуху, а нейтронні зірки мають кірки супер-сталі.
Перегляньте цей епізод з астрономічної ролі, пристосований для цієї статті Посібника з космосу: Нуклеосинтез: елементи зірок.
Джерела:
НАСА
Вікіпедія
UC-Берклі
