A csillag belső konyhája
Az ősrobbanás után néhány perccel a Világegyetemben már készen állt egy nagyon szegényes készlet: hidrogén, hélium és nyomokban lítium. Oxigén, szén és kalcium még nem létezett - azok az atomok, amelyekből nagyrészt felépülsz, akkor egyszerűen még nem voltak jelen.
A csillag olyan, mint egy saját gravitációja alatt működő kemence. A gravitáció összenyomja a magját, a hőmérséklet emelkedik, a könnyű atommagok pedig nehezebbekké olvadnak össze. Amikor az egyik üzemanyag elfogy, a mag még jobban összehúzódik, és begyullad a következő - de minden következő üzemanyag forróbban és gyorsabban ég az előzőnél. Élete végére egy nagy tömegű csillag réteges hagymához hasonlít.
- Vasmag - a fúzió már nem ad energiát
- Szilícium → vas: körülbelül 1 nap
- Oxigén és neon: hónapok
- Szén: több száz év
- Hidrogén → hélium: több millió év
A vasnál megszakad a lánc: ennek az atommagja kötődik a legerősebben, és a további fúzió már nem energiát szabadít fel, hanem energiát igényel. Megszűnik a támasz, a mag kevesebb mint 1 másodperc alatt összeomlik, a lökéshullám pedig szétteríti a külső rétegeket a galaxisban. Minden, amit a csillag több millió év alatt létrehozott, a csillagközi gázba kerül - nyersanyagként a következő bolygókhoz. Így szóródik szét az oxigén és a szilícium is, amelyeket az összeomlás előtt a rétegekben hozott létre. De a robbanás nem az egyetlen út kifelé: a fehérjéidben lévő szén többnyire nem robbant fel sehol, hanem csendben elfújta a csillagszél a kis tömegű csillagokról életük végén, miközben a vas mintegy felét - ugyanazt a vasat, amely most oxigént szállít a véredben - fehér törpék robbanásai adták.
Miből állsz?
Ha tömeg szerint bontjuk fel a testedet, csaknem kétharmada oxigén, főként a víz részeként. Utána következik a szén, amelyből minden fehérje felépül. A kalcium tartja a csontjaidat, a vas pedig a tested tömegének csak töredékét teszi ki - mégis ez szállítja az oxigént a véredben.
Ha nem a tömeget, hanem az atomokat számolod, megfordul a kép: a testedben minden tíz atom közül körülbelül hat hidrogénatom. Könnyű, ezért alig befolyásolja a tömegedet.
És ez a hidrogén ugyanaz, amely a Világegyetem első perceiből származik: egyszer sem járt csillagmagban. A tested tömegének szinte teljes többi része viszont áthaladt egy csillagkemencén.
Honnan tudjuk?
1952-ben Paul Merrill több vörös óriás spektrumában is felismerte a technécium vonalait. A technéciumnak nincs stabil izotópja: a csillagokban látható változata több százezer év alatt elbomlik, miközben egy csillag több milliárd évig él. Vagyis nem születésekor kapta, hanem éppen most keletkezik benne.
A második bizonyíték 2017-ben érkezett, amikor a csillagászok elcsípték két neutroncsillag egyesülését, és sikerült megfigyelniük az utófénylést. Pontosan úgy halványult, ahogy egy frissen létrejött nehéz elemekből álló felhőnek kell; a stronciumot a vonalai alapján megbízhatóan azonosították, az aranyat és a platinát pedig az összkép alapján. A megfigyelések szerint az arany és a többi legnehezebb elem éppen az ilyen egyesülésekben születik.
A csillagokban kovácsolódó elemekre erős a bizonyíték, az arany eredetére gyengébb
Miért nem nyerhet energiát egy csillag a vasnál nehezebb atommagok fúziójából?
Honnan származik a véredben oxigént szállító vas?
Források
- Merrill, 1952 - technécium az S-típusú csillagok spektrumában
- a GW170817 egyesülés utáni kilonóva megfigyelései, 2017. Carl Sagan, Kozmosz: „Csillaganyagból vagyunk.”
A sorozat folytatása: „Élet az univerzumban”
2 cikk teljes terjedelmében az oldalon, még 3 az alkalmazásban
