Kolförbränning

Kolförbränning är en fusionsprocess där 2 kolatomer slås samman och bildar tyngre ämnen såsom neon och natrium och mindre mängder magnesium och syre. Fusionsprocessen förekommer endast i stjärnor > 4,5 M_☉ och är den fusionsprocess som får stjärnan att gå från att vara en röd jätte med heliumförbränning till att bli en röd superjätte. För att kolförbränningen ska starta i en stjärna så krävs temperaturer på minst 810 miljoner K i dess kärna.

Två kolatomer fusionerar till en neonatom samt en heliumatom.
¹²C + ¹²C → ²⁰Ne + ⁴He + 4,62 MeV

Två kolatomer fusionerar till en natriumatom samt en väteatom.
¹²C + ¹²C → ²³Na + ¹H + 2,24 MeV

Två kolatomer fusionerar till en magnesiumatom. Vid sammansmältningen avges en stor mängd energi.
¹²C + ¹²C → ²⁴Mg + γ + 13,93 MeV

Två kolatomer fusionerar till en magnesium-23 samt fri neutron. För att fusionen ska kunna äga rum så måste energi tillföras. Fusionsprocessens värmebehov gör att den förekommer i mindre utsträckning.
¹²C + ¹²C + γ + 2,61 MeV → ²³Mg + n

Två kolatomer fusionerar till en syreatom samt två heliumatomer. För att fusionen ska kunna äga rum så måste energi tillföras. Fusionsprocessens värmebehov gör att den förekommer i mindre utsträckning.
¹²C + ¹²C + γ + 2,61 MeV → ¹⁶O + ⁴He + ⁴He

En intressant aspekt med kolförbränningen är att den största delen av energin inte avges som fotoner som i tidigare fusionsprocesser, utan som neutriner. Det gör att stjärnans förbränningshastighet ökar markant eftersom strålningstrycket, som förhindrar stjärnans kollaps, inte ökar i samma takt som förbränningen. Stjärnans kolkärna förbränns snabbt och redan efter 2 000 år är temperaturen i kärnan hög nog för att neonförbränning ska starta om stjärnan är tung nog.

• CNO-cykeln
• Proton-protonkedjan
• Trippel-alfa-processen
• Röd superjätte

• Astronomy and Astrophysics Supplement - Evolutionary tracks and isochrones for low- and intermediate-mass stars: From 0.15 to 7 M_☉, and from Z=0.0004 to 0.0, år 2000, volym 141, sida 371–383 av Girardi, L.; Bressan, A.; Bertelli, G.; Chiosi, C.
• The physics of core-collapse supernovae av Stan Woosley och Thomas Janka

• Kosmologika - Stjärnorna - Elementsyntes