¿Por qué el oxígeno es el tercer elemento más abundante?

El litio, el berilio y el boro no se producen en la nucleosíntesis estelar (normal); en cambio, tres átomos de helio se fusionan para formar carbono (el proceso triple alfa : dos núcleos de helio se separan nuevamente casi instantáneamente). Pero las condiciones necesarias solo surgen tarde en la vida de una estrella, cuando ha dejado de quemar hidrógeno en helio y en su lugar quema helio en elementos más pesados.

En las estrellas masivas hay un ciclo catalítico con carbono, nitrógeno y oxígeno llamado ciclo CNO , durante la evolución de la secuencia principal : el estado de equilibrio es muy rico en nitrógeno (por lo que las estrellas masivas suelen tener un exceso de nitrógeno y se agotan el carbono y el oxígeno), pero en el En los últimos estados de la vida estelar, el equilibrio cambia a medida que la quema de helio forma carbono, visible en los espectros de Wolf-Rayets de tipo carbono , mientras que agregar un núcleo de helio al carbono le da oxígeno. El nitrógeno luego se sumerge y se vuelve algo insuficiente.

Las ramas laterales del ciclo CNO son responsables de algunos otros elementos, mientras que la adición sucesiva de núcleos de helio al oxígeno da cosas como silicio, magnesio, calcio ( elementos del proceso alfa ) y hierro. Todos los elementos pesados ​​requieren la captura de neutrones en (super)gigantes rojos .

Para ser precisos, el artículo menciona el oxígeno molecular O ₂ y usted se refiere al oxígeno simple, o simplemente O. Por lo general, la abundancia de cualquier elemento o molécula se calcula o se infiere según la probabilidad de que se produzca en alguna reacción química o nuclear. .

Si hablamos solo de oxígeno, generalmente se sintetiza al final del proceso de fusión del helio en estrellas masivas, pero en algunos casos se puede producir antes, durante el proceso de combustión del neón, que es básicamente la combustión del hidrógeno en helio. durante el ciclo CNO . Estos procesos son los terceros procesos más comunes que ocurren en las estrellas y, por lo tanto, sus productos son los terceros más abundantes. Puede leer más sobre esto en Wikipedia, en Oxígeno e Isótopos de oxígeno .

El hecho de que el oxígeno supere al carbono se explica, por ejemplo, en un artículo de Forbes de Ethan Siegel:

Pero hay un movimiento asesino que tienen las estrellas que hace que el carbono pierda en la ecuación cósmica: cuando una estrella es lo suficientemente masiva como para iniciar la fusión de carbono, un requisito para generar una supernova de tipo II, el proceso que convierte el carbono en oxígeno va casi a completa, creando significativamente más oxígeno que carbono para cuando la estrella esté lista para explotar.

La explicación es necesaria, porque hay más estrellas (y más masa total en las estrellas) que queman helio en carbono que estrellas lo suficientemente masivas como para generar oxígeno.