La mayoría de los protones y neutrones se remontan al big bang, donde quarks y gluones se unieron para formar nucleones, así como la mayoría de los electrones. Lo digo más porque estas partículas tienen la posibilidad de aparecer al azar y tienen suficiente energía para escapar antes de que su contraparte de antimateria se aniquile con ellas. Esto generalmente ocurre cerca del horizonte de eventos de un agujero negro donde una partícula es ‘succionada’ en el agujero negro mientras que la otra escapa al espacio.
El Big Bang resultó en la formación de hidrógeno, helio, litio y berilio siendo los elementos más simples. El hidrógeno se fusiona para formar helio dentro de las estrellas (como nuestro Sol). El helio luego se fusiona durante las etapas de muerte de las estrellas de la secuencia principal después de haber agotado su suministro de hidrógeno, donde se forma una capa de carbono, nitrógeno y oxígeno, junto con cantidades diminutas de otros elementos ligeros alrededor del núcleo de helio de la estrella.
Bajo 8 masas solares, cuando el suministro de helio se agote, la estrella expulsará su capa exterior a las enanas blancas debido a que las corrientes de convección son más fuertes que la fuerza gravitatoria ejercida sobre la atmósfera de la estrella.
Sobre 8 masas solares, las estrellas comienzan a fusionar estos elementos en neón, sodio y magnesio , que luego forman azufre, silicio, fósforo, magnesio y hierro . Cada etapa se quema más rápidamente, a una temperatura más alta y a una mayor densidad. A medida que comienza cada nueva etapa, las etapas anteriores continúan sus reacciones en conchas similares a cebollas sobre el núcleo. La estrella se calienta y se expande a medida que comienza cada nueva fase. Constantemente pierde masa a su viento estelar.
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El hierro es donde la fusión se detiene dentro del núcleo de una estrella porque libera energía para fusionar elementos en hierro, pero utiliza energía para fusionar hierro.
Los elementos más pesados se crean en supernovas, la muerte fantástica de las estrellas supergigantes. A medida que el núcleo de la supergigante se satura con hierro, su presión y temperatura aumentan. Finalmente, la radiación del cuerpo negro desde el núcleo produce rayos gamma lo suficientemente poderosos como para romper los átomos de hierro en el núcleo. Esto aumenta aún más la presión hasta un punto en el que los electrones y los protones se fusionan en neutrones. Esto libera mucha energía en forma de neutrinos y rayos gamma. El núcleo se enfría y se contrae; Las conchas interiores se apresuran a llenar el vacío. Cuando el núcleo alcanza la densidad nuclear, se vuelve rígido e incluso rebota un poco. Cuando el material onrushing siente este rebote, crea una onda. A medida que la onda se extiende a las regiones externas, menos densas, se acelera. Pronto es una onda de choque y se combina con la onda de los neutrinos. La estrella está condenada. Este proceso destruye la estrella y libera más de [math] 10 ^ {46} [/ math] julios de energía. Esta onda de choque es el único lugar lo suficientemente caliente y denso para fusionar elementos más pesados que el hierro, elementos hasta e incluyendo uranio .
También se descubrió recientemente que dos estrellas de neutrones que chocan entre sí también producen muchos elementos, lo que explica la abundancia de elementos más pesados que encontramos a nuestro alrededor. Las supernovas generalmente no tienen suficiente energía para producir una gran cantidad de elementos pesados, por lo que la mayoría de los elementos pesados están formados por colisiones de estrellas de neutrones. La colisión de la estrella de neutrones detectada el 16 de octubre explicó nuestra abundancia de Plata, Oro y Plomo, así como los elementos hasta e incluyendo el uranio.
Fuente: Este papel del MIT.