Kas ir oglekļa dedzināšana?

Visbagātākais elements Visumā ir ūdeņradis. Tātad lielākā daļa zvaigžņu sāk savu dzīvi, kas sastāv galvenokārt no ūdeņraža. Kad jaunas zvaigznes kodolā aizdegas kodolsintēze, ūdeņradis lēnām sāk degt, tā atomu kodoli caur pp ķēdi saplūst hēlijā — zvaigznēm ar Saules masu vai mazāku — vai CNO ciklu — masīvākās zvaigznēs.. Šī ir kodolreakcija, kas rada Saules siltumu un gaismu, ko mēs redzam, katru dienu izejot ārā.

Atkarībā no zvaigznes lieluma tā sadedzina savu kodoldegvielu ar atšķirīgu ātrumu. Masīvākām zvaigznēm ir blīvāki un karstāki centri, un tās ātrāk sadedzina degvielu. Dažas no lielākajām zvaigznēm iztērē lielāko daļu ūdeņraža degvielas tikai dažu miljonu gadu laikā, savukārt Saule turpinās ūdeņraža saplūšanu 4.5 miljardus gadu, bet vieglākās zvaigznes sakausēs ūdeņradi triljonus gadu. Kad hēlija “pelni” uzkrājas, tie galu galā sasniedz kritisko blīvumu, lai izraisītu hēlija aizdegšanos. Hēlija degšanas blakusprodukti ir ogleklis un skābeklis.

Tā kā ogleklis un skābeklis uzkrājas zvaigznes kodolā miljoniem gadu ilgas hēlija degšanas laikā, galu galā liela daļa hēlija tiek izsmelta, un zvaigznes kodols atdziest, nespējot radīt vairāk kodolenerģijas. Šī atdzišana izraisa kodola saraušanos, vēl vairāk palielinot blīvumu un spiedienu. Zvaigznēs, kuru masa ir lielāka par aptuveni četrām Saules masām, tiek sasniegta oglekļa sadedzināšanai nepieciešamā temperatūra un blīvums. Tas sasilda zvaigznes kodolu un izplešas, kļūstot par sarkanu supergigantu.

Oglekļa dedzināšana ir viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc Visumā eksistē elementi, kas ir smagāki par oglekli. Galvenā reakcija sastāv no vairākiem komponentiem. Vienā divi oglekļa kodoli saplūst, veidojot neona atomu un hēlija atomu. Galu galā tie sadalās par nātriju un ūdeņradi, pēc tam magniju un brīvu neitronu. Sakarā ar visiem kodolprocesiem, kas vienlaikus notiek zvaigznes kodolā, tiek ražots liels daudzums neona, skābekļa un magnija. Viss oglekļa sadedzināšanas process aizņem tikai aptuveni 1000 gadus.

Ja zvaigznei ir no četrām līdz astoņām Saules masām, tā izspiedīs savu ārējo slāni, kad ogleklis sadeg, izveidojot planētu miglājus un atstājot aiz sevis balto pundura kodolu. Ja tam ir vairāk nekā astoņas saules masas, tas galu galā sāks neona degšanu, kas ir nākamais masīvu zvaigžņu evolūcijas posms.