nucleosíntesis

La nucleosíntesis es el conjunto de procesos físicos por los cuales se forman núcleos atómicos a partir de protones y neutrones en distintos contextos astrofísicos. Incluye escenarios como la nucleosíntesis primordial, la nucleosíntesis estelar y la nucleosíntesis explosiva en eventos cataclísmicos. Cada contexto utiliza condiciones de temperatura, presión y abundancias diferentes para sintetizar elementos.

La nucleosíntesis primordial, o nucleosíntesis del Big Bang, ocurrió en los minutos después de la formación del universo. Bajo temperaturas y densidades extremas, se fusionaron protones y neutrones para producir principalmente isótopos de hidrógeno y helio, junto con trazas de deuterio, helio-3 y litio-7. Las abundancias relativas observadas en el cosmos respaldan este marco, complementadas por mediciones del fondo cósmico de microondas.

En las estrellas, la nucleosíntesis es continua y diversa. La quema de hidrógeno en las eras iniciales de una estrella produce helio mediante el ciclo protón-protón y, en estrellas más masivas, mediante el ciclo CNO. Posteriormente, la quema de helio genera carbono y oxígeno; etapas posteriores producen elementos cada vez más pesados hasta el hierro, en procesos de quema estelar como carbonificación, neon, oxígeno y silicio. En estrellas de baja y media masa, la captura neutronica lenta (s-proceso) crea elementos más allá del hierro a lo largo de largas eras estelares.

La nucleosíntesis explosiva ocurre durante explosiones estelares y eventos cataclísmicos como supernovas y novae. En estos entornos hay síntesis rápida de neutrones (r-proceso) y procesos fotoneutronicos (p-proceso), que generan muchos elementos pesados. Los elementos más allá del hierro se observan en espectros de supernovas y en meteoritos, y su abundancia contribuye a la evolución química de las galaxias.