Sommes-nous vraiment des étoiles de l'intérieur des étoiles qui s'effondrent?

Carl Sagan a dit à plusieurs reprises que nous étions des "stars".

Un exemple peut être trouvé dans Carl Sagan de Good Reads > Citations> Quote Quote :

L'azote dans notre ADN, le calcium dans nos dents, le fer dans notre sang, le carbone dans nos tartes aux pommes ont été fabriqués à l'intérieur des étoiles qui s'effondrent. Nous sommes faits d'étoiles.

Question: La majeure partie de mon azote a-t-elle vraiment été produite à l'intérieur d'une étoile lors de son effondrement? Mon calcium et mon fer y ont-ils également été fabriqués et non (par exemple) dans une coquille en expansion après une supernova?

star supernova nucleosynthesis

— uhoh
source

Eh bien, vous cherchez une distinction en quelque sorte très fine. J'appellerais ça des trucs d'étoiles de toute façon. Normalement, la synthèse jusqu'au fer est expliquée en raison de la fusion dans le noyau interne d'étoiles stables ou qui vont s'effondrer. On pense que des éléments plus lourds se forment lors de l'explosion de la supernova en raison de la très haute énergie de l'éjecta (ainsi que d'autres mécanismes tels que la capture qui devraient être moins liés à la supernova). Il semble raisonnable que des éléments légers puissent se former comme vous l'avez dit, comme pour la supernova qui fournit de l'énergie aux coquilles externes restantes qui contiennent encore H He etc. Juste pour discuter parce que je ne suis pas sûr ...

— Alchimista

@Alchimiste, vous vous attendez à ce que je prenne la parole d'un alchimiste sur la nucléosynthèse? ;-)

— uhoh

De nombreux éléments sont fabriqués par le processus s et distribués par des étoiles AGB qui ne s'effondrent pas et qui n'iront jamais en supernova. Voir astronomy.stackexchange.com/questions/8894/… pour plus de détails. Et n'oublions pas le processus triple alpha et le cycle CNO.

— PM 2Ring

@uhoh :)) oui, oubliez que tout passe à l'or

— Alchimista

Oui, la plupart des choses de tous les jours proviennent d'une fusion normale dans de petites étoiles éjectées sous forme de nébuleuse planétaire ou de choses plus lourdes fabriquées dans des supernovas. Les deux exceptions sont les éléments lourds comme l'or, qui émergent des fusions d'étoiles à neutrons (toujours des étoiles) et du béryllium et du bore, qui sont principalement de la spallation. Et de l'hydrogène, de l'hélium et du lithium primordiaux, bien sûr.

— Anders Sandberg

Réponses:

La réponse simple est: "Oui, nous sommes faits d'étoiles."

Certains proviendront de l'intérieur d'étoiles qui s'effondrent, d'autres de supernovas, d'autres de la fusion quotidienne normale et d'autres d'autres processus.

Les réponses de @ HDE226868 et @RobJeffries sur cette question sur l'origine des éléments plus lourds donnent un bon contexte, y compris ce nugget:

La séparation entre la production par processus r et par processus s d'éléments plus lourds que le fer (pic) est d'environ 50:50. c'est-à-dire qu'ils n'étaient pas principalement fabriqués dans des supernovae, ce qui est une affirmation fréquente et incorrecte.

mais le plus important est le dernier point de Rob:

La contribution relative de divers sites au processus r reste une question non réglée. Vous pouvez également lire mes réponses à ce sujet dans Physics Stack Exchange.

En suivant les liens de Rob, je pense que cela vous fournit une excellente réponse globale (et des pourcentages relatifs)

Une visualisation plus à jour de ce qui se passe (produite par Jennifer Johnson ) et qui tente d'identifier les sites (en pourcentage) pour chaque élément chimique est présentée ci-dessous. Il convient de souligner que les détails sont encore soumis à de nombreuses incertitudes liées au modèle.

En regardant C et N - la majorité semble provenir d'étoiles de faible masse mourantes, et Ca et Fe proviennent d'étoiles qui explosent, ce qui indique que Carl n'est pas loin du but.

— Rory Alsop
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Cette image est super!

— N. Steinle

Wikipedia a un graphique similaire basé sur les données de Johnson, mais vous pouvez survoler un élément pour voir les pourcentages estimés ( en chiffres réels ) pour chaque type de nucléosynthèse.

— Chappo dit réintégrer Monica le

La citation de Sagan est à moitié correcte. Alors que certains de ces éléments sont créés pendant ou immédiatement avant une supernova d'une certaine sorte, d'autres sont fusionnés partiellement ou entièrement au cours de la nucléosynthèse stellaire normale. L'azote appartient à cette dernière catégorie, tandis que le calcium et le fer ont chacun un pied. Dans l'ensemble, cependant, appeler ces éléments "starstuff" est assez précis.

Azote

$\epsilon\sim T^{20}$ $\epsilon\sim T^4$ ), en grande partie parce que la barrière de Coulomb est beaucoup plus élevée pour le cycle CNO.

$5M_{\odot}$ la phase de nébuleuse planétaire; par conséquent, je serais réticent à caractériser les sources d'azote comme des étoiles mourantes. Ce sont simplement de vieilles étoiles évoluées de masse intermédiaire - toujours pas assez massives pour subir des supernovae, mais pas non plus de vraies étoiles de faible masse.

En bref, la réponse à la question de l'azote est non, la plupart de l'azote dans l'univers n'a pas été fabriqué à partir de la nucléosynthèse des supernovaes, mais a été effectivement produit par des étoiles de masse inférieure, en particulier des étoiles AGB de masse intermédiaire. Les contributions des supernovae ne sont pas, comme indiqué ci-dessus, convenues.

Calcium

$^{40}\text{Ca}$

Le fer

$^{56}\text{Fe}$ $^{56}\text{Ni}$ $^{56}\text{Co}$ $^{56}\text{Fe}$

— HDE 226868
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T^{2} 0

$~T^20$

T^{4}

$~T^4$

@uhoh Oui; au final, le cycle CNO est limité en vitesse par la barrière coulombienne élevée, et a donc une dépendance à la température plus élevée.

— HDE 226868