Những yếu tố cần thiết để một ngôi sao hình thành?

Câu trả lời:

Hydrogen là yếu tố duy nhất cần thiết cho một ngôi sao hình thành.

Giải trình:

Hydrogen là nguyên tố phong phú nhất. Đây cũng là yếu tố dễ bắt đầu phản ứng tổng hợp nhất. Khi nhiệt độ và áp suất ở lõi của một ngôi sao proto đủ để các proton của hạt nhân hydro đến gần đủ để lực mạnh có thể vượt qua lực điện từ và bắt đầu quá trình nhiệt hạch.

Phản ứng tổng hợp hydro được gọi là phản ứng chuỗi Proton-Proton hoặc chuỗi pp chiếm ưu thế đối với các ngôi sao nhỏ hơn như Mặt trời của chúng ta. Quá trình này rất không hiệu quả khi hai proton hợp nhất để tạo ra hạt nhân bi-proton hoặc Helium 2. Phần lớn các proton bi phân rã trở lại thành 2 proton. Nó đòi hỏi lực yếu chậm hơn nhiều để chuyển đổi một proton thành neutron và tạo thành Deuterium ổn định.

Người ta cho rằng nửa đời của một proton là một tỷ năm trước khi nó trở thành một phần của Deuterium. Điều này thật may mắn vì nếu quá trình này nhanh hơn thì Mặt trời đã hết nhiên liệu từ lâu.

Sao cũng sẽ chứa các yếu tố khác. Helium 4 là nguyên tố phong phú thứ hai, nhưng nó đòi hỏi năng lượng cao hơn để tham gia vào các phản ứng tổng hợp.

Các ngôi sao lớn hơn sử dụng Carbon làm chất xúc tác cho phản ứng chuỗi CNO (Carbon-Nitrogen-Oxygen). Điều này đòi hỏi nhiệt độ cao hơn nhưng hiệu quả hơn phản ứng chuỗi pp.