Điều gì xảy ra với oxy được tạo ra trên Mặt trời (hoặc các ngôi sao khác)?


9

Thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân, Mặt trời có thể (hoặc ít nhất là một ngày nào đó) sẽ tạo ra các nguyên tử của tất cả các nguyên tố lên đến và bao gồm cả oxy . Và trong hóa học trên mặt đất ít nhất, khi bạn kết hợp oxy, hydro và một lượng nhiệt nhỏ bạn sẽ có được nước. Hoặc lithium và oxy và nhiệt sẽ tạo ra oxit lithium. Những thành phần riêng lẻ này đều có sẵn trong một ngôi sao như Mặt trời.

Vì vậy, câu hỏi của tôi là, oxy do Mặt trời (hoặc bất kỳ ngôi sao nào khác, hiện tại, trong tương lai hoặc trong quá khứ) phản ứng hóa học (ví dụ, thông qua quá trình oxy hóa hoặc đốt cháy) với các nguyên tố khác có trong bầu khí quyển của ngôi sao ?

Hoặc tôi cho rằng nói chung hơn, các nguyên tố được hình thành thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân trong một ngôi sao tương tác hóa học để tạo ra các phân tử phức tạp hơn (và nếu không, thì tại sao không)?


1
Xin lưu ý rằng các nguyên tố nặng hơn oxy sẽ được tạo ra trong Mặt trời (trong pha AGB) thông qua quá trình s (bắt neutron).
Rob Jeffries

Câu trả lời:


6

Mặt trời là một ngôi sao trình tự chính nhỏ. Nó không tạo ra oxy thông qua phản ứng tổng hợp. Nó không thể. Nhiệt độ và áp suất trong lõi của Mặt trời quá thấp. Fusion in the Sun hiện chỉ giới hạn trong việc sản xuất helium. Điều này sẽ vẫn là trường hợp trong vài tỷ năm.

Điều đó nói rằng, có oxy trong Mặt trời, khoảng 1% khối lượng. Oxy này được tạo ra từ lâu bởi các ngôi sao khác ở giai đoạn cuối của cuộc đời họ. Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao thế hệ thứ ba (hoặc nhiều hơn). Hầu hết Mặt trời quá nóng để các nguyên tử oxy kết hợp hóa học. Một ngoại lệ là các vết đen mặt trời, các khu vực tương đối mát mẻ trên bầu trời của Mặt trời. (Tương đối mát có nghĩa là ít hơn 4500 kelvins, nên vẫn còn khá nóng.) Các phân tử có thể hình thành ở những nhiệt độ thấp này và các nhà khoa học nhìn thấy chữ ký của nhiều phân tử khác nhau trong ánh sáng đến từ Mặt trời.


Cập nhật, để trả lời các chỉnh sửa cho câu hỏi

Các phân tử không thể hình thành bên trong một ngôi sao. Nhiệt độ quá cao. Các phân tử phân hủy (tách ra) thành các bộ phận cấu thành của chúng ở nhiệt độ cao. Ảnh mặt trời của Mặt trời là khoảng 5800 kelvins, vốn đã quá nóng để duy trì rất nhiều phân tử. Nhiệt độ tăng nhanh với độ sâu tăng dần bên dưới khung ảnh. Nhiệt độ lõi của Mặt trời là khoảng 15 triệu kelvins (27 triệu Fahrenheit) và Mặt trời là một ngôi sao nhỏ. Những ngôi sao lớn hơn có nhiệt độ lõi thậm chí cao hơn. Ở mức 15 triệu kelvins, thậm chí không có nguyên tử, chứ chưa nói đến các phân tử. Thay vào đó là các hạt nhân nguyên tử và electron. Các nguyên tử bị tước electron ở nhiệt độ cực cao đó.

Trong năm đến bảy tỷ năm, Mặt trời của chúng ta sẽ hợp nhất tất cả hydro trong lõi thành helium. Đó là khi Mặt trời của chúng ta sẽ trở thành một người khổng lồ đỏ. Ngay cả sau đó, nó vẫn không tạo ra oxy. Giai đoạn đầu tiên một ngôi sao khối lượng mặt trời trải qua sau khi rời khỏi chuỗi chính là pha khổng lồ đỏ, trong đó lõi là một khối heli trơ được bao quanh bởi một lớp vỏ hydro.

Cuối cùng (sau một tỷ năm nữa), nhiệt độ của lõi helium đó sẽ tăng lên đến mức helium bắt đầu nung chảy thành carbon, cộng với một chút oxy qua bước đầu tiên trên thang alpha. Tại thời điểm này, Mặt trời sẽ rời khỏi pha khổng lồ đỏ và gia nhập nhánh ngang của sơ đồ Hertzsprung bồi Russell. Đây là giai đoạn khá ngắn trong cuộc đời của một ngôi sao. Carbon và oxy được tạo ra bởi phản ứng tổng hợp helium nhanh chóng (trong các khung thời gian sao) tạo thành một lõi trơ. Tại thời điểm đó, mặt trời của chúng ta sẽ trở thành một người khổng lồ đỏ không triệu chứng.

Các pha khổng lồ đỏ và khổng lồ đỏ không có triệu chứng là những vấn đề khá lộn xộn, bị phá hủy bởi những cơn co giật nơi ngôi sao trục xuất rất nhiều khí gas. Mặt trời của chúng ta sẽ mất khoảng một nửa khối lượng cho những cơn co giật như vậy. Các phân tử hình thành khi khí thải này nguội đi. Điều này dẫn đến một số hình ảnh đẹp nhất trong thiên văn học, được hiển thị dưới đây.


1
Không chắc chắn nếu điểm đầu tiên có liên quan, hoặc thậm chí chính xác. Theo thông tin ở đây , ở đâyở đây Mặt trời đủ lớn để tạo ra oxy. Nếu không phải hôm nay thì đến một lúc nào đó trong vòng đời của nó.
aroth

2
@aroth: Điểm đầu tiên là hoàn toàn phù hợp và hoàn toàn chính xác. Đọc tài liệu tham khảo thứ hai và thứ ba của bạn một cách cẩn thận. Tôi không phải là một fan hâm mộ của wikipedia, nhưng nó chắc chắn tốt hơn câu trả lời của yahoo. Mặt trời cuối cùng sẽ tạo ra oxy, nhưng trước tiên, nó phải làm cạn kiệt tất cả hydro trong lõi. Sau đó, nó sẽ trở thành một người khổng lồ đỏ (và nó vẫn sẽ không tạo ra oxy). Mặt trời sẽ chỉ tạo ra oxy khi rời khỏi sân khấu khổng lồ đỏ để tham gia vào nhánh ngang. Điều đó sẽ không xảy ra trong vài tỷ năm.
David Hammen

1
Vâng, đó là lý do tại sao "Nó không thể" không chính xác. Nó có thểsẽ , chỉ là chưa được một lúc. Một thời gian dài, rất lâu , đúng. Nhưng Mặt trời vài tỷ năm kể từ bây giờ vẫn là "Mặt trời", giống như nó vẫn là "Mặt trời" khoảng 4 tỷ năm trước khi nó bắt đầu tồn tại. Đối với sự liên quan ... chất của câu hỏi là về những gì xảy ra đối với các yếu tố phản ứng hóa học trong một ngôi sao và tại sao (mà nửa cuối địa chỉ câu trả lời của bạn), không phải về việc có hay không mặt trời được sản xuất oxy ngay bây giờ .
aroth

@aroth: Câu hỏi của bạn đã được đặt ở thì hiện tại vào thời điểm tôi viết câu trả lời này. (Đoạn thứ hai trong câu hỏi của bạn vẫn được đặt ở thì hiện tại.) Tôi đã trả lời câu hỏi bạn đã viết ban đầu, không phải câu hỏi như hiện đang được chỉnh sửa.
David Hammen 4/11/2015

Ở thì hiện tại, nhưng cũng với một bản tóm tắt chung có nghĩa là để làm rõ rằng chủ đề là "những gì xảy ra với các yếu tố phản ứng khi chúng tồn tại ". Dù sao, tôi đã chỉnh sửa câu hỏi để hy vọng làm rõ hơn những gì thực sự được hỏi.
aroth

4

Câu trả lời là có. Sự hình thành phân tử là phổ biến trong các bức ảnh bên ngoài của các ngôi sao mát mẻ và những phân tử đó thường chứa oxy. Các ví dụ rõ ràng và phổ biến là TiO, VO.

Hóa học này gần như hoàn toàn xảy ra khi nhiệt độ xuống dưới 5000K, vì nếu không thì các phân tử bị phân ly. Do đó, nó không bao giờ xảy ra trong nội thất sao.

Mặt trời sẽ hình thành các phân tử (liên quan đến O) trong giai đoạn sau của cuộc đời, đầu tiên là trong bầu khí quyển của nó khi nó trở thành một người khổng lồ đỏ (với số lượng nhỏ). Oxy trong các phân tử này không được tạo ra trong Mặt trời, nó đã ở đó. Sự hình thành phân tử rộng lớn hơn xảy ra khi nó leo lên nhánh khổng lồ tiệm cận, trước khi mất khoảng một nửa vỏ bọc của nó đối với các xung nhiệt và một cơn gió mạnh. Tại đây, một số oxy được tạo ra trong vỏ đốt helium bên trong Mặt trời và được vận chuyển lên bề mặt bằng cách trộn đối lưu.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.