การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดาราและดาวฤกษ์

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดาราและดาวฤกษ์

การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดารา vs. ดาวฤกษ์

การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดารา (Supernova nucleosynthesis) คือการสร้างธาตุทางเคมีชนิดใหม่ๆ ขึ้นจากภายในมหานวดารา โดยพื้นฐานแล้วเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์นิวเคลียสที่ระเบิดขึ้นระหว่างการเผาผลาญออกซิเจนและซิลิกอน ปฏิกิริยาฟิวชันเหล่านี้ทำให้เกิดธาตุใหม่คือ ซิลิกอน ซัลเฟอร์ คลอรีน อาร์กอน โซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม สแกนเดียม ไททาเนียม และ ธาตุจำพวกเหล็ก เช่น วาเนเดียม โครเมียม แมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล เป็นต้น การระเบิดของมหานวดาราแต่ละครั้งจะส่งสสารธาตุมากมายฟุ้งกระจายออกไปในมวลสารระหว่างดาว สำหรับธาตุหนักอื่นๆ (ที่หนักกว่านิกเกิล) เชื่อว่าเกิดขึ้นจากกระบวนการจับตัวของนิวตรอนในการสังเคราะห์นิวเคลียสประเภทอื่น. นก่อตัวของดาวฤกษ์ในดาราจักรเมฆแมเจลแลนใหญ่ ภาพจาก NASA/ESA ดาวฤกษ์ คือวัตถุท้องฟ้าที่เป็นก้อนพลาสมาสว่างขนาดใหญ่ที่คงอยู่ได้ด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด คือ ดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลก เราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์อื่น ๆ ได้บนท้องฟ้ายามราตรี หากไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์บดบัง ในประวัติศาสตร์ ดาวฤกษ์ที่โดดเด่นที่สุดบนทรงกลมท้องฟ้าจะถูกจัดเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มดาว และดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดจะได้รับการตั้งชื่อโดยเฉพาะ นักดาราศาสตร์ได้จัดทำบัญชีรายชื่อดาวฤกษ์เพิ่มเติมขึ้นมากมาย เพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการตั้งชื่อดาวฤกษ์ ตลอดอายุขัยส่วนใหญ่ของดาวฤกษ์ มันจะเปล่งแสงได้เนื่องจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นที่แกนของดาว ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานจากภายในของดาว จากนั้นจึงแผ่รังสีออกไปสู่อวกาศ ธาตุเคมีเกือบทั้งหมดซึ่งเกิดขึ้นโดยธรรมชาติและหนักกว่าฮีเลียมมีกำเนิดมาจากดาวฤกษ์ทั้งสิ้น โดยอาจเกิดจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์ระหว่างที่ดาวยังมีชีวิตอยู่ หรือเกิดจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของซูเปอร์โนวาหลังจากที่ดาวฤกษ์เกิดการระเบิดหลังสิ้นอายุขัย นักดาราศาสตร์สามารถระบุขนาดของมวล อายุ ส่วนประกอบทางเคมี และคุณสมบัติของดาวฤกษ์อีกหลายประการได้จากการสังเกตสเปกตรัม ความสว่าง และการเคลื่อนที่ในอวกาศ มวลรวมของดาวฤกษ์เป็นตัวกำหนดหลักในลำดับวิวัฒนาการและชะตากรรมในบั้นปลายของดาว ส่วนคุณสมบัติอื่นของดาวฤกษ์ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง การหมุน การเคลื่อนที่ และอุณหภูมิ ถูกกำหนดจากประวัติวิวัฒนาการของมัน แผนภาพคู่ลำดับระหว่างอุณหภูมิกับความสว่างของดาวฤกษ์จำนวนมาก ที่รู้จักกันในชื่อ ไดอะแกรมของแฮร์ทสชปรุง-รัสเซลล์ (H-R ไดอะแกรม) ช่วยทำให้สามารถระบุอายุและรูปแบบวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้ ดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นจากเมฆโมเลกุลที่ยุบตัวโดยมีไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบหลัก รวมไปถึงฮีเลียม และธาตุอื่นที่หนักกว่าอีกจำนวนหนึ่ง เมื่อแก่นของดาวฤกษ์มีความหนาแน่นมากเพียงพอ ไฮโดรเจนบางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียมผ่านกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชั่นอย่างต่อเนื่อง ส่วนภายในที่เหลือของดาวฤกษ์จะนำพลังงานออกจากแก่นผ่านทางกระบวนการแผ่รังสีและการพาความร้อนประกอบกัน ความดันภายในของดาวฤกษ์ป้องกันมิให้มันยุบตัวต่อไปจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่แก่นของดาวหมด ดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อย 0.4 เท่าของดวงอาทิตย์ จะพองตัวออกจนกลายเป็นดาวยักษ์แดง ซึ่งในบางกรณี ดาวเหล่านี้จะหลอมธาตุที่หนักกว่าที่แก่นหรือในเปลือกรอบแก่นของดาว จากนั้น ดาวยักษ์แดงจะวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบเสื่อม มีการรีไซเคิลบางส่วนของสสารไปสู่สสารระหว่างดาว สสารเหล่านี้จะก่อให้เกิดดาวฤกษ์รุ่นใหม่ซึ่งมีอัตราส่วนของธาตุหนักที่สูงกว่า ระบบดาวคู่และระบบดาวหลายดวงประกอบด้วยดาวฤกษ์สองดวงหรือมากกว่านั้นซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง และส่วนใหญ่มักจะโคจรรอบกันในวงโคจรที่เสถียร เมื่อดาวฤกษ์ในระบบดาวดังกล่าวสองดวงมีวงโคจรใกล้กันมากเกินไป ปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวฤกษ์อาจส่งผลกระทบใหญ่หลวงต่อวิวัฒนาการของพวกมันได้ ดาวฤกษ์สามารถรวมตัวกันเป็นส่วนหนึ่งอยู่ในโครงสร้างขนาดใหญ่ที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง เช่น กระจุกดาว หรือ ดาราจักร ได้.

การหลอมนิวเคลียส

้นโค้งพลังงานยึดเหนี่ยวนิวเคลียส, นิวคลีออน (หมายถึงองค์ประกอบของนิวเคลียส หมายถึงโปรตอนหรือนิวตรอน) ที่มีมวลสูงถึง Iron-56 โดยทั่วไปจะปลดปล่อยพลังงานออกมา ส่วนพวกที่หนักกว่านั้นโดยทั่วไปจะดูดซับพลังงาน ดวงอาทิตย์จะผลิตพลังงานออกมาโดยการหลอมนิวเคลียสของไฮโดรเจนจนกลายเป็นฮีเลียม ในแกนกลางของมัน ดวงอาทิตย์จะหลอมไฮโดรเจน 620 ล้านเมตริกตันทุกวินาที การหลอมนิวเคลียส (nuclear fusion) ในทางฟิสิกส์นิวเคลียร์ เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์อย่างหนึ่งที่นิวเคลียสของอะตอมหนึ่งตัวหรือมากกว่าเข้ามาอยู่ใกล้กัน แล้วชนกันที่ความเร็วสูง รวมตัวกันกลายเป็นนิวเคลียสของอะตอมใหม่ที่หนักขึ้น ในระหว่างกระบวนการนี้ มวลของมันจะไม่เท่าเดิมเพราะมวลบางส่วนของนิวเคลียสที่รวมต้วจะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานโปรตอน การหลอมนิวเคลียสสองนิวเคลียสที่มีมวลต่ำกว่าเหล็ก-56 (ที่ พร้อมกับนิกเกิล-62 มีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อนิวคลีออนที่ใหญ่ที่สุด) โดยทั่วไปจะปลดปล่อยพลังงานออกมา ในขณะที่การหลอมนิวเคลียสที่หนักกว่าเหล็กจะ "ดูดซับ" พลังงาน การทำงานที่ตรงกันข้ามเรียกว่า "การแบ่งแยกนิวเคลียส" ซึ่งหมายความว่าโดยทั่วไปองค์ประกอบที่เบากว่าเท่านั้นที่สามารถหลอม เช่นไฮโดรเจนและฮีเลียม และในทำนองเดียวกันโดยทั่วไปองค์ประกอบที่หนักกว่าเท่านั้นที่สามารถแบ่งแยกได้ เช่นยูเรเนียมและพลูโทเนียม มีเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์แบบสุดขั้วอย่างมากที่สามารถนำไปสู่​​ช่วงเวลาสั้น ๆ ของการหลอมด้วยนิวเคลียสที่หนักกว่า นี้เป็นกระบวนการที่ก่อให้เกิด nucleosynthesis ที่เป็นการสร้างธาตุหนักในช่วงเหตุการณ์ที่เรียกว่ามหานวดารา หลังการค้นพบ "อุโมงค์ควอนตัม" โดยนักฟิสิกส์ นายฟรีดริช ฮุนท์ ในปี 1929 นายโรเบิร์ต แอตกินสันและนายฟริตซ์ Houtermans ใช้มวลขององค์ประกอบเบาที่วัดได้ในการคาดการณ์ว่าจำนวนมากของพลังงานสามารถที่จะถูกปลดปล่อยจากการทำหลอมนิวเคลียสขนาดเล็ก การหลอมในห้องปฏิบัติการของไอโซโทปของไฮโดรเจน เมื่อสร้างขึ้นระหว่างการทดลองการแปรนิวเคลียสโดยเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ที่ได้ดำเนินการมาหลายปีก่อนหน้านี้ ก็ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกโดยนายมาร์ค Oliphant ในปี 1932 ในช่วงที่เหลือของทศวรรษนั้น ขั้นตอนของวงจรหลักของการหลอมนิวเคลียสในดวงดาวได้รับการทำงานโดยนายฮันส์ Bethe การวิจัยในหลอมเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารเริ่มต้นขึ้นในช่วงต้นของทศวรรษที่ 1940 เมื่อเป็นส่วนหนึ่งของโครงการแมนแฮตตัน การหลอมก็ประสบความสำเร็จในปี 1951 ด้วยการทดสอบนิวเคลียร์แบบ "รายการเรือนกระจก" การหลอมนิวเคลียสในขนาดที่ใหญ่ในการระเบิดครั้งหนึ่งได้มีการดำเนินการครั้งแรกในวันที่ 1 พฤศจิกายน 1952 ในการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนรหัสไอวีไมก์ (Ivy Mike) การวิจัยเพื่อการพัฒนา thermonuclear fusion ที่ควบคุมได้สำหรับวัตถุประสงค์ทางพลเรือนก็ได้เริ่มขึ้นอย่างจริงจังในปี 1950 เช่นกัน และยังคงเป็นไปจนทุกวันนี้.

การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดาราและการหลอมนิวเคลียส · การหลอมนิวเคลียสและดาวฤกษ์ · ดูเพิ่มเติม »

มวลสารระหว่างดาว

การกระจายตัวของประจุไฮโดรเจน ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกว่า เอชทู ในช่องว่างระหว่างดาราจักร ที่สังเกตการณ์จากซีกโลกด้านเหนือผ่าน Wisconsin Hα Mapper มวลสารระหว่างดาว (interstellar medium; ISM) ในทางดาราศาสตร์หมายถึงกลุ่มแก๊สและฝุ่นที่กระจายตัวอยู่ในพื้นที่ว่างระหว่างดวงดาว เป็นสสารที่ดำรงอยู่ระหว่างดาวฤกษ์ต่างๆ ในดาราจักร เติมเติมช่องว่างระหว่างดวงดาวและผสานต่อเนื่องกับช่องว่างระหว่างดาราจักรที่อยู่โดยรอบ การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานของสสารมีปริมาณเท่ากันกับสนามการแผ่รังสีระหว่างดวงดาว มวลสารระหว่างดาวประกอบด้วยองค์ประกอบอันเจือจางอย่างมากของไอออน อะตอม โมเลกุล ฝุ่นขนาดใหญ่ รังสีคอสมิก และสนามแม่เหล็กของดาราจักร โดยที่ 99% ของมวลของสสารเป็นแก๊ส และอีก 1% เป็นฝุ่น มีความหนาแน่นเฉลี่ยในดาราจักรทางช้างเผือก ระหว่างไม่กี่พันจนถึงหลักร้อยล้านหน่วยอนุภาคต่อลูกบาศก์เมตร ประมาณ 90% ของแก๊สเป็นไฮโดรเจน ส่วนอีกประมาณ 10% เป็นฮีเลียม เมื่อพิจารณาตามจำนวนของนิวเคลียส โดยมีสสารมวลหนักผสมอยู่บ้างเล็กน้อย มวลสารระหว่างดาวมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เนื่องจากมันอยู่ในระหว่างกลางของเหล่าดวงดาวในดาราจักร ดาวฤกษ์ใหม่จะเกิดขึ้นจากย่านที่หนาแน่นที่สุดของสสารนี้กับเมฆโมเลกุล โดยได้รับสสารและพลังงานมาจากเนบิวลาดาวเคราะห์ ลมระหว่างดาว และซูเปอร์โนวา ความสัมพันธ์ระหว่างดาวฤกษ์กับมวลสารระหว่างดาวช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณอัตราการสูญเสียแก๊สของดาราจักร และสามารถคาดการณ์ช่วงเวลาการก่อตัวของดาวฤกษ์กัมมันต์ได้.

การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดาราและมวลสารระหว่างดาว · ดาวฤกษ์และมวลสารระหว่างดาว · ดูเพิ่มเติม »

มหานวดารา

ำลองจากศิลปินแสดงให้เห็นมหานวดารา SN 2006gy ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์จันทราจับภาพได้ อยู่ห่างจากโลก 240 ล้านปีแสง มหานวดารา นิพนธ์ ทรายเพชร, อารี สวัสดี และ บุญรักษา สุนทรธรรม.

การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดาราและมหานวดารา · ดาวฤกษ์และมหานวดารา · ดูเพิ่มเติม »

ธาตุ

ในทางเคมี ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานเลขอะตอม อันเป็นจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้น ตัวอย่างธาตุที่คุ้นเคยกัน เช่น คาร์บอน ออกซิเจน อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง ทองคำ ปรอทและตะกั่ว จนถึงเดือนพฤษภาคม..

การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดาราและธาตุ · ดาวฤกษ์และธาตุ · ดูเพิ่มเติม »

โครเมียม

รเมียม (Chromium) เป็นธาตุในตารางธาตุซึ่งมีสัญลักษณ์เป็น Cr มีหมายเลขอะตอมเป็น 24 ชื่อโครเมียมมีรากศัพท์ดั้งเดิมมาจากภาษากรีก คำว่า Chrome หมายถึงสี.

การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดาราและโครเมียม · ดาวฤกษ์และโครเมียม · ดูเพิ่มเติม »

เหล็ก

หล็ก (Iron ออกเสียงว่า ไอเอิร์น /ˈaɪ.ərn/) เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุ มีสัญลักษณ์ธาตุ Fe และหมายเลขอะตอม 26 เหล็กเป็นธาตุโลหะทรานซิชันหมู่ 8 และคาบ 4 สัญลักษณ์ Fe ย่อมาจาก ferrum ในภาษาละติน.

การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดาราและเหล็ก · ดาวฤกษ์และเหล็ก · ดูเพิ่มเติม »