Существует много информации о влиянии звезд на жизнь человечества. Мы пока не можем с уверенностью заявлять, что положение космических тел в момент вашего рождения определяет всю вашу дальнейшую жизнь, но можем точно сказать, что миллиарды лет назад космические процессы сформировали (и продолжают формировать) весь известный вам мир. Это произошло благодаря нуклеосинтезу. Рассказываем, что это такое, и объясняем, как он происходит.

Что такое нуклеосинтез?

Нуклеосинтез — это процесс образования ядер химических веществ. Ядерные реакции, при которых образуются атомные ядра, происходят на различных этапах развития Вселенной. Благодаря изучению процесса нуклеосинтеза ученые могут объяснить, откуда берутся различные химические вещества и как они распространяются.

По мнению современных ученых, Вселенная «родилась» 14 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва. Вначале вещество Вселенной состояло из элементарных частиц и излучения, обладало колоссальной плотностью и температурой. Когда вещество максимально нагрелось, произошел Большой взрыв, спровоцировавший расширение Вселенной и ее последующее охлаждение. Уже через 3 минуты после Большого взрыва началось образование первых ядер химических веществ, известных нам сегодня.

Это был первичный нуклеосинтез, или космологический нуклеосинтез, он начался еще до появления первых звезд. Когда Вселенная после Большого взрыва охладилась примерно в три раза (и достигла температуры 109 Кельвинов), начали связываться элементарные частицы — протоны, нейтроны и электроны. В этот период образовались ядра водорода, гелия, трития, дейтерия и лития. В различных долях эти ядра существовали еще примерно 2 миллиарда лет, пока не началась звездная фаза, в которой Вселенная находится до сих пор.

Для чего звезды зажигают?

В звездной фазе Вселенная уже достаточно остыла, поэтому ядра следующих веществ начали образовываться уже внутри звезд. Они становятся печами разной мощности, в которых образуются все знакомые нам химические элементы. Основной источник энергии в этом процессе — синтез изотопа гелия (гелий-4) из водорода.

Легкие ядра (вплоть до фтора) образуются в ядрах маломассивных звезд и коричневых карликах — космических телах, находящимся по характеристикам между звездами и планетами. Чем больше и тяжелее ядро, тем больше и тяжелее планета, внутри которой оно образуется. Самые сложные элементы образуются при очень высоких температурах и колоссальном давлении, например при взрывах сверхновых звезд. Этот процесс дал название и самому механизму нуклеосинтеза — «взрывной».

Но не все химические элементы образуются при первичном или звездном нуклеосинтезе. Такие вещества, как литий-6, бериллий-9, бор-10 и бор-11, образуются под действием космических лучей, которые соединяют в различных комбинациях ядра углерода, азота и кислорода.