"Núcleo-" significa "a ver com núcleos"; 'Síntese' significa 'fazer', então a nucleossíntese é a criação de (novos) núcleos atômicos.
Na astronomia - e astrofísica e cosmologia - existem dois tipos principais de nucleossíntese, a nucleossíntese do Big Bang (BBN) e a nucleossíntese estelar.
No incrivelmente bem-sucedido conjunto de teorias popularmente chamadas de teoria do Big Bang, o universo primitivo era muito denso e muito quente. À medida que se expandia, esfriava e o plasma de quarks e glúons "congelava" em nêutrons e prótons (e outros hádrons, mas seu papel na BBN era marginal), que interagia furiosamente ... muitas e muitas reações nucleares. O universo continuou a esfriar, e logo ficou frio demais para quaisquer reações nucleares adicionais ... os isótopos instáveis deixaram em decaimento, assim como os nêutrons que ainda não estavam em um núcleo ou outro. A maior parte da matéria era então hidrogênio (na verdade apenas prótons; os elétrons não foram capturados para formar átomos muito mais tarde) e hélio-4 (partículas alfa) ... com uma pitada de deutério, uma pitada de hélio-3 e um traço de lítio -7
Isso é BBN.
Os átomos do seu corpo - além do hidrogênio - foram todos produzidos em estrelas ... por nucleossíntese estelar.
As estrelas da sequência principal obtêm a energia que irradiam das reações nucleares em seus núcleos; fora da sequência principal, a energia provém de reações nucleares em uma concha (ou mais de uma concha) ao redor do núcleo. Existem vários ciclos ou processos de reação nuclear diferentes (por exemplo, processo alfa triplo, cadeia próton-próton, ciclo CNO), mas o resultado final é a fusão de hidrogênio (e hélio) para produzir carbono, nitrogênio, oxigênio,… e o grupo de ferro (ferro, cobalto, níquel). Na fase gigante vermelha da vida de uma estrela, grande parte desse assunto acaba no meio interestelar ... e um dia em seu corpo.
Existem outras maneiras de criar novos núcleos no universo (além da BBN e da nucleossíntese estelar); por exemplo, quando uma partícula de alta energia (um raio cósmico) colide com um núcleo no meio interestelar (ou na atmosfera da Terra), ela a divide em duas ou mais partes (esse processo é chamado de fragmentação de raios cósmicos). Isso produz a maior parte do lítio (além do BBN 7Li), berílio e boro.
E mais uma: em uma supernova, especialmente uma supernova de colapso do núcleo, grandes quantidades de novos núcleos são sintetizadas, muito rapidamente, nas reações nucleares desencadeadas pela inundação de nêutrons. Esse "processo", como é chamado (na verdade, há mais de um) produz a maioria dos elementos mais pesados que o grupo de ferro (cobre ao urânio), diretamente ou por decaimento radioativo de isótopos instáveis produzidos diretamente.
Gostaria de aprender mais? Aqui estão alguns links que podem lhe interessar: Nucleossíntese (Cosmicopia da NASA), Nucleosíntese do Big Bang (Martin White, Universidade da Califórnia, Berkeley) e Nucleosíntese Stellar (Universidade de Ohio).
Muitas histórias da Revista Space sobre esse tópico também; por exemplo, estrelas no núcleo da Via Láctea 'expiram' carbono, oxigênio e astrônomos simulam as primeiras estrelas formadas após o Big Bang, e estrelas de nêutrons têm crostas de super-aço.
Confira este episódio do Astronomy Cast, feito sob medida para este artigo do Guide to Space: Nucleosynthesis: Elements from Stars.
Fontes:
NASA
Wikipedia
UC Berkeley
