Взрывной нуклеосинтез

Взрывной нуклеосинтез — нуклеосинтез, происходящий в звёздах, потерявших гидростатическое равновесие: например, при взрывах сверхновых. Считается, что в процессах взрывного нуклеосинтеза, хотя бы частично, образуются все химические элементы от углерода до железа, а также некоторые элементы тяжелее железа[1].

Происхождение различных химических элементов.

Массивные звёзды, пока находятся в гидростатическом равновесии, могут синтезировать в своём ядре углерод и более тяжёлые элементы вплоть до железа по массе. Однако, подавляющее большинство ядер, которые синтезируются, имеют чётное зарядовое число и массовое число, кратное 4, так как все они синтезируются с участием ядер ${\displaystyle _{2}^{4}{\text{He}}}$ (альфа-частиц)[2].

До развития теории взрывного нуклеосинтеза, неясным считалось происхождение ядер значительно тяжелее ⁵⁶Fe, поскольку в ходе обычных ядерных реакций они успевают распадаться с выделением энергии. Однако в реальности существуют энергетически невыгодные ядра вплоть до трансурановых. Лишь исследование эволюции звёзд дало объяснение этому: в ходе коллапса звёзд, когда выбрасывается огромное количество нейтронов, происходят множественные захваты их сравнительно лёгкими ядрами в разлетающейся оболочке звезды. Таким образом, образуются ядра с избытком нейтронов, претерпевающих потом бета-распады с увеличением порядкового номера ядра. Кроме процесса коллапса сверхновых, как полагают, взрывной нуклеосинтез может происходить и в ходе слияния нейтронных звёзд[3].

Из-за того, что значительное количество вещества выбрасывается в межзвёздную среду при взрывах сверхновых, молодые звёзды формируются уже из более богатого тяжёлыми элементами вещества, и, как правило, сами имеют их в большем количестве[4].