"Nucleo-" betyder "att göra med kärnor"; "Syntes" betyder "att göra", så nukleosyntes är skapandet av (nya) atomkärnor.
I astronomi - och astrofysik och kosmologi - finns det två huvudtyper av nukleosyntes, Big Bang-nukleosyntes (BBN) och stjärnnukleosyntes.
I den otroligt framgångsrika uppsättningen teorier som populärt kallas Big Bang-teorin var det tidiga universumet mycket tätt och mycket hett. När den expanderade kyldes den och quark-gluonplasmaen frös in i neutroner och protoner (och andra hadroner, men deras roll i BBN var marginell), som samverkade rasande ... massor och massor av kärnreaktioner. Universumet fortsatte att svalna, och blev snart för kallt för ytterligare kärnreaktioner ... de instabila isotoperna kvarlämnade sedan förfallna, liksom neutronerna inte redan i någon kärna eller annan. Det mesta ämnet var då väte (faktiskt bara protoner; elektronerna fångades inte för att bilda atomer förrän mycket senare), och helium-4 (alfapartiklar) ... med ett strö av deuterium, en streck helium-3 och ett spår av litium -7.
Det är BBN.
Atomerna i din kropp - bortsett från väte - gjordes alla i stjärnor ... av stjärnnukleosyntes.
Stjärnor i huvudsekvensen får den energi de lyser av från kärnreaktioner i sina kärnor; från huvudsekvensen kommer energin från kärnreaktioner i ett skal (eller mer än ett skal) runt kärnan. Det finns flera olika kärnreaktionscykler eller processer (t.ex. trippel alfa, s-process, proton-proton-kedja, CNO-cykel), men slutresultatet är fusionen av väte (och helium) för att producera kol, kväve, syre, ... och järngruppen (järn, kobolt, nickel). I den röda jättefasen i en stjärns liv hamnar mycket av den här saken i det interstellära mediet ... och en dag i din kropp.
Det finns andra sätt som nya kärnor kan skapas i universum (andra än BBN och stellar nukleosyntes); till exempel när en högenergipartikel (en kosmisk stråle) kolliderar med en kärna i det interstellära mediet (eller jordens atmosfär), bryter den den i två eller flera bitar (den här processen kallas kosmisk strålspallation). Detta producerar större delen av litium (bortsett från BBN 7Li), beryllium och bor.
Och en till: i en supernova, särskilt en supernova med kärnkollaps, syntetiseras enorma mängder nya kärnor, mycket snabbt, i de kärnreaktioner som utlöses av flödet av neutroner. Denna "r-process", som den kallas (det finns faktiskt fler än en) producerar de flesta av elementen som är tyngre än järngruppen (koppar till uran), direkt eller genom radioaktivt förfall av instabila isotoper som produceras direkt.
Vill du lära dig mer? Här är några länkar som kan intressera dig: Nucleosynthesis (NASAs Cosmicopia), Big Bang Nucleosynthesis (Martin White, University of California, Berkeley) och Stellar Nucleosynthesis (Ohio University).
Massor av Space Magazine-berättelser om detta ämne också; till exempel Stars at Milky Way Core ‘Exhale’ Carbon, Oxygen, Astronomers Simulera de första stjärnorna som bildats efter Big Bang, och Neutron Stars har Crusts of Super-Steel.
Kolla in detta avsnitt om Astronomy Cast, skräddarsytt för den här artikeln Guide to Space: Nucleosynthesis: Elements from Stars.
källor:
NASA
Wikipedia
UC-Berkeley
