Pierwiastki ciężkie we Wszechświecie – Cd

Według teorii Wielkiego Wybuchu, która za wszelką cenę chce udowodnić, iż Wszechświat powstał sam z siebie miliardy lat temu – najobficiej występującym pierwiastkiem (teraz jest tak również) po Wybuchu był wodór i – w dużo mniejszej ilości – hel.

Według teorii Wielkiego Wybuchu, która za wszelką cenę chce udowodnić, iż Wszechświat powstał sam z siebie miliardy lat temu – najobficiej występującym pierwiastkiem (teraz jest tak również) po Wybuchu był wodór i – w dużo mniejszej ilości – hel. Obłoki wodoru, zaczynały podlegać siłom własnej grawitacji (do dziś nie ustalono, jaka jest tego konkretna przyczyna), skupiać się w coraz bardziej zacieśnione struktury i wirować coraz szybciej. Ten stan równowagi kończył się zapaścią – spowodowaną nie wiadomo do tej pory czym – i mgławica zaczynała ścieśniać się coraz gwałtowniej. Im gęstość stawała się większa, rosła temperatura wewnątrz zapadającego się obłoku. Ponieważ energia grawitacyjna zamienia się w energię cieplną, rozgrzana materia zaczynała świecić. Ciało niebieskie w takim stanie nazywane jest protogwiazdą. Najwyższa gęstość, a przez to najwyższa temperatura panuje w środku protogwiazdy i gdy osiągnie ona wielkość 10 milionów stopni, rozpoczyna się reakcja termojądrowa. W wyniku tej reakcji wodór zostaje zamieniony w hel i dodatkowo zostaje wyprodukowana duża ilość energii. Energia ta promieniuje na powierzchnię, a wytwarzając ciśnienie skierowane na zewnątrz – równoważy zapadanie się grawitacyjne. Protogwiazda wchodzi w okres stabilny i zaczyna być ‘normalną’ gwiazdą. Gwiazda osiaga swój okres równowagi, ma swój stały promień, obrót, etc.

Jak długie będzie życie gwiazdy, zależy od jej masy – im obłok jest cięższy, tym ‘mocniej’ i ‘intensywniej’ zbija się w gwiazdę. W gwieździe tej intensywniej zachodzą reakcje termojądrowe i gwiazda ‘żyje’ krócej. Rozbieżności mają być podobno dość spore, bo w przypadku gwiazd największych (100 mas Słońca), czas ich życia to kilkadziesiąt milionów lat, poprzez nasze Słońce (10 miliardów lat), do gwiazd najmniejszych (dziesiątki miliardów lat).

Chciałbym zająć się tu gwiazdami o wielkość (>5 mas Słońca), gdyż według teorii Wielkiego Wybuchu (oczywiście nie wiadomo jak), tylko w tych gwiazdach możliwe jest powstanie pierwiastków cięższych niż żelazo. Tak więc gwiazdy te, są dużo jaśniejsze niż Słońce (i dużo krócej ‘żyją’). Na ich powierzchni panuje temperatura od 25 tys. stopni Celsjusza (na Słońcu 6000 C). Kiedy wodór w gwieździe zostanie zużyty (zamieniony w hel), kończy się kończy się źródło ciepła, które swoim ciśnieniem było w równowadze z siłą grawitacji. Ponieważ działa już tylko siła grawitacji – gwiazda zaczyna się zapadać. Jednak zapadanie to powoduje również wytwarzanie się energii (tak jak w przypadku powstawania protogwiazdy), i ‘świecenie’ – gdyż reakcja termojądrowa wodoru ‘przenosi się’ na powierzchnię gwiazdy (bo tam są jeszcze szczątki wodoru). Gwiazda zaczyna świecić w kolorze czerwonym i ‘rozdymać się’ kilkadziesiąt razy w stosunku do pierwotnej wielkości. Taki etap w ‘życiu’ gwiazdy został nazwany ‘czerwonym olbrzymem’. W przypadku gwiazd o masie powyżej 5 mas Słońca, w momencie osiągnięcia stanu Czerwonego Olbrzyma, temperatura w jądrze może dochodzić do 600 miliardów stopni. W tak wysokiej temperaturze zaczynają się reakcje termojądrowe syntezy węgla i – w wyniku dalszych reakcji – innych pierwiastków cięższych, z których ostatnim jest żelazo. Uprzedni Czerwony Olbrzym, w wyniku tych reakcji powiększa swoją wielkość nawet kilkaset razy stając się Nadolbrzymem.

Procesy termojądrowe w przypadku nadolbrzyma kończą się nagle, następuje gwałtowana zapaść jądra, która trwa kilka sekund. Tak szybkie zapadanie powoduje wygenerowanie olbrzymiej ilości energii. Jądro gwiazdy ścieśnia się do tak kolosalnej gęstości, że protony łączą się z elektronami i powstaje całkowicie neutronowe jądro. Następuje potężna detonacja, gdyż zapadające się zewnętrzne części gwiazdy próbują wbić się w dopiero co powstałą i nieściśliwą część neutronową i z potężną siłą odbijają się od niej. W efekcie powstaje bardzo kolorowa otoczka gazowa, którą widzi się na przykład w mgławicy Kraba. To zjawisko nazywa się właśnie wybuchem supernowej, i podczas tego wybuchu powstają pierwiastki cięższe niż żelazo – jak powstają? A tego to już szanowna teoria Wielkiego Wybuchu nie wyjaśnia.

W nastepnym wpisie postaram się zmierzyć z ilością żelaza w naszej Galaktyce.