"Nucleo-" significa "avere a che fare con i nuclei"; "Sintesi" significa "fare", quindi la nucleosintesi è la creazione di (nuovi) nuclei atomici.
In astronomia - e astrofisica e cosmologia - esistono due tipi principali di nucleosintesi, la nucleosintesi del Big Bang (BBN) e la nucleosintesi stellare.
Nell'insieme di teorie sorprendentemente di successo che sono popolarmente chiamate la teoria del Big Bang, l'universo primordiale era molto denso e molto caldo. Man mano che si espandeva, si raffreddò e il plasma di quark-gluone si "congelò" in neutroni e protoni (e altri adroni, ma il loro ruolo nella BBN era marginale), che interagivano furiosamente ... molte e molte reazioni nucleari. L'universo ha continuato a raffreddarsi, e presto è diventato troppo freddo per ulteriori reazioni nucleari ... gli isotopi instabili lasciati sono poi decaduti, così come i neutroni non già in un nucleo o in altri. La maggior parte della materia era quindi idrogeno (in realtà solo protoni; gli elettroni non furono catturati per formare atomi fino a molto tempo dopo) e l'elio-4 (particelle alfa) ... con una spolverata di deuterio, un trattino di elio-3 e una traccia di litio -7.
Questo è BBN.
Gli atomi nel tuo corpo - a parte l'idrogeno - sono stati tutti realizzati in stelle ... dalla nucleosintesi stellare.
Le stelle sulla sequenza principale ottengono l'energia da cui brillano dalle reazioni nucleari nei loro nuclei; dalla sequenza principale, l'energia proviene da reazioni nucleari in un guscio (o più di un guscio) attorno al nucleo. Esistono diversi cicli o processi di reazione nucleare (ad es. Triplo alfa, processo s, catena protone-protone, ciclo CNO), ma il risultato finale è la fusione di idrogeno (ed elio) per produrre carbonio, azoto, ossigeno, ... e il gruppo del ferro (ferro, cobalto, nichel). Nella fase del gigante rosso della vita di una stella, gran parte di questa materia finisce nel mezzo interstellare ... e un giorno nel tuo corpo.
Esistono altri modi in cui è possibile creare nuovi nuclei, nell'universo (diversi da BBN e nucleosintesi stellare); per esempio, quando una particella di alta energia (un raggio cosmico) si scontra con un nucleo nel mezzo interstellare (o l'atmosfera terrestre), lo spezza in due o più pezzi (questo processo è chiamato spallazione del raggio cosmico). Questo produce la maggior parte del litio (a parte la BBN 7Li), berillio e boro.
E ancora una: in una supernova, in particolare una supernova di collasso del nucleo, enormi quantità di nuovi nuclei vengono sintetizzate, molto rapidamente, nelle reazioni nucleari innescate dall'alluvione di neutroni. Questo "processo", come viene chiamato (in realtà ce n'è più di uno) produce la maggior parte degli elementi più pesanti del gruppo di ferro (rame-uranio), direttamente o mediante decadimento radioattivo di isotopi instabili prodotti direttamente.
Vuoi saperne di più? Ecco alcuni link che potrebbero interessarti: Nucleosintesi (Cosmicopia della NASA), Nucleosintesi del Big Bang (Martin White, Università della California, Berkeley) e Stellar Nucleosynthesis (Ohio University).
Un sacco di storie di Space Magazine anche su questo argomento; per esempio Stars at Milky Way Core "Exhale" Carbon, Oxygen, Astronomers simulano le prime stelle formate dopo il Big Bang e le stelle di neutroni hanno croste di super-acciaio.
Dai un'occhiata a questo episodio di Astronomy Cast, creato su misura per questo articolo della Guida allo spazio: Nucleosintesi: elementi dalle stelle.
fonti:
NASA
Wikipedia
UC-Berkeley
