Πόσο μεγάλα τα αστέρια πρέπει να είναι σε θέση να μπορούν να συγχωνεύονται μαζί τα στοιχεία βαρύτερα από το σίδερο;

Τα αστέρια δεν μπορούν να συγχωνευθούν τα στοιχεία βαρύτερα από το σίδερο, ανεξάρτητα από το μέγεθός τους. Αυτό οφείλεται στη θεμελιώδη φύση της πυρηνικής σύντηξης και στις ιδιότητες του σιδήρου.

Εδώ είναι γιατί:

* Ενεργειακή απελευθέρωση και δέσμευση ενέργειας: Η πυρηνική σύντηξη απελευθερώνει ενέργεια επειδή ο πυρήνας που προκύπτει έχει υψηλότερη ενέργεια δέσμευσης ανά πυρήνα (ένα νουκλεόνιο είναι πρωτόνιο ή νετρόνιο) από τους αρχικούς πυρήνες. Αυτό σημαίνει ότι ο νέος πυρήνας είναι πιο στενά συνδεδεμένος και επομένως πιο σταθερός. Ο σίδηρος έχει την υψηλότερη ενέργεια δέσμευσης ανά πυρήνα όλων των στοιχείων.

* Σταθερότητα του σιδήρου: Η τήξη πυρήνων σιδήρου απαιτεί εισροή ενέργειας αντί να τον απελευθερώσει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα προϊόντα της σύντηξης σιδήρου έχουν χαμηλότερες ενέργειες δέσμευσης ανά πυρήνα. Ουσιαστικά, θα πρέπει να αναγκάσετε τους πυρήνες μαζί και η προκύπτουσα αντίδραση σύντηξης δεν θα ήταν αυτοσυντηρούμενη.

* supernovae: Η διαδικασία σύντηξης σε μαζικά αστέρια (πολύ μεγαλύτερη από τον ήλιο μας) φτάνει τελικά το σίδερο. Όταν συμβεί αυτό, ο πυρήνας καταρρέει, απελευθερώνοντας τεράστια ενέργεια σε έκρηξη σουπερνόβα. Οι έντονες συνθήκες μέσα στο Supernova μπορούν να δημιουργήσουν βαρύτερα στοιχεία, αλλά αυτό δεν οφείλεται στη συνεχιζόμενη σύντηξη στον πυρήνα του αστεριού.

Συνοπτικά: Τα αστέρια δεν συγχωνεύουν τα στοιχεία βαρύτερα από το σίδερο επειδή ο σίδηρος έχει την υψηλότερη ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο. Η διαδικασία τήξης σιδήρου απαιτεί εισροή ενέργειας και έτσι δεν μπορεί να διατηρήσει την ενεργειακή παραγωγή του αστεριού. Η δημιουργία στοιχείων βαρύτερο από το σίδερο συμβαίνει στις ακραίες συνθήκες μιας έκρηξης σουπερνόβα.