Nếu lửa cần oxy, mặt trời lấy oxy ở đâu nếu không có oxy trong không gian?

Nhưng mặt trời của chúng ta không hết oxy, đơn giản là nó không sử dụng oxy để tạo sự cháy. Sự đốt cháy của mặt trời không phải là sự đốt cháy hóa học. Đó là phản ứng tổng hợp hạt nhân. Đừng nghĩ về mặt trời như một ngọn lửa trại khổng lồ. Nó giống một quả bom khinh khí khổng lồ hơn.

Trong quá trình đốt cháy carbon tiêu chuẩn, các nguyên tử carbon trong nhiên liệu di chuyển đến gần các nguyên tử oxy trong không khí và liên kết với nhau để tạo ra carbon dioxide và carbon monoxide. Đồng thời, các nguyên tử hydro trong nhiên liệu liên kết với các nguyên tử oxy để tạo thành phân tử nước.

 Thường có các phản ứng hóa học khác xảy ra trong đám cháy dựa trên cacbon, nhưng quá trình đốt cháy các nguyên tử cacbon và hydro là chính. Quá trình đốt cháy này giải phóng năng lượng mà chúng ta trải nghiệm dưới dạng nhiệt và ánh sáng do ngọn lửa tỏa ra. Hầu hết các đám cháy mà chúng ta thấy trong cuộc sống hàng ngày là đốt cháy carbon: lửa trại, lửa lò nướng, ngọn lửa nến, lò nướng thịt, cháy rừng, lò gas, xăng đốt trong động cơ, vv Điều quan trọng cần nhớ là quá trình đốt cháy carbon cần oxy. Ngay sau khi không còn oxy, quá trình đốt cháy carbon sẽ dừng lại.

Trong phản ứng tổng hợp hạt nhân, các hạt nhân của các nguyên tử được hợp nhất với nhau để tạo ra những hạt nhân mới lớn hơn. Vì hạt nhân của nguyên tử quyết định nguyên tử đó là gì và nó hoạt động như thế nào, nên một sự thay đổi đối với hạt nhân sẽ khiến nguyên tử trở thành một nguyên tố mới. Ví dụ, hai nguyên tử hydro hợp nhất với nhau để tạo ra một nguyên tử heli. Phản ứng tổng hợp hạt nhân không cần oxy. Trong thực tế, bạn không cần bất kỳ vật liệu nào khác. Bạn chỉ cần đủ áp suất hoặc nhiệt để ép hạt nhân của các nguyên tử đủ gần để chúng thắng lực đẩy tĩnh điện và liên kết thành một hạt nhân duy nhất. Trong một quả bom nhiệt hạch hạt nhân, áp suất và nhiệt độ cường độ cao được cung cấp bởi các quả bom khác. Trong lò phản ứng tổng hợp hạt nhân tokamak, áp suất và nhiệt độ cường độ cao được cung cấp bởi từ trường giới hạn, bằng cách chèn sóng điện từ, và bằng cách phun các hạt năng lượng cao. 

Trong các ngôi sao, áp suất và nhiệt độ cường độ cao được cung cấp bởi lực hấp dẫn. Một ngôi sao có khối lượng lớn đến mức lực hấp dẫn do khối lượng này tạo ra sẽ nghiền ngôi sao vào bên trong đủ để đốt cháy phản ứng tổng hợp hạt nhân. Phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các ngôi sao giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, mà cuối cùng chúng ta trải nghiệm như ánh sáng mặt trời. Năng lượng do phản ứng tổng hợp giải phóng cũng giúp duy trì phản ứng tổng hợp hạt nhân. Mặt trời của chúng ta có nhiệt độ lõi là 16 triệu Kelvin và áp suất lõi là 25 nghìn nghìn tỷ Newton trên một mét vuông. Mặt trời nóng lên từ phản ứng tổng hợp hạt nhân đến mức nó phát sáng và phát ra ánh sáng, giống như cách một miếng kim loại phát sáng đỏ nếu bạn đốt nóng nó. 

Có hai lực chính hoạt động trong phản ứng tổng hợp hạt nhân: lực điện từ và lực hạt nhân mạnh. Lực đẩy điện từ giữa các hạt nhân mang điện tích dương có tầm xa nhưng tương đối yếu, trong khi lực đẩy hạt nhân mạnh hấp dẫn có tầm ngắn nhưng mạnh. Khi hai hạt nhân cách nhau đủ xa thì lực đẩy điện từ chiếm ưu thế, giữ các hạt nhân xa nhau. Khi hai hạt nhân càng gần nhau, lực đẩy điện từ càng mạnh và càng khó đẩy các hạt nhân lại gần nhau. Khi hai hạt nhân đến đủ gần, lực hút hạt nhân tầm ngắn chiếm ưu thế và hai hạt nhân dính vào nhau tạo thành hạt nhân mới. Vì lý do này, cần rất nhiều áp lực để đẩy các hạt nhân đủ gần để chúng hợp nhất với nhau.

Về nguyên tắc, hai hạt nhân bất kỳ có thể được hợp nhất thành một hạt nhân duy nhất. Tuy nhiên, nó là hạt nhân dễ đốt cháy nhất (và nhiều năng lượng nhất được giải phóng) mà có ít lực đẩy điện từ vì chúng có ít điện tích. Các hạt nhân có ít điện tích nhất là các nguyên tố nhẹ hơn, chẳng hạn như hydro và heli. Trong các ngôi sao, hầu hết quá trình nhiệt hạch diễn ra là sự hợp nhất hydro với chính nó hoặc với các nguyên tố nhẹ khác. Vì lực hấp dẫn là thứ cung cấp áp suất để đốt cháy phản ứng tổng hợp hạt nhân trong các ngôi sao, và vì lực hấp dẫn là do khối lượng gây ra, nên tất cả những gì bạn cần là một khối lượng hydro đủ lớn để kết thúc với các ngôi sao đang cháy. Có rất ít oxy trong các ngôi sao. Ôxy ở đó được tạo ra bằng cách nung chảy hyđrô lặp đi lặp lại cho đến khi nó tạo ra ôxy.

 ----o00o----