A B²FH (teljes nevén Synthesis of the Elements in Stars ) egy tudományos cikk , amely a csillagok magreakcióival és az Univerzum elemeinek kialakulásával foglalkozik . 1957-ben jelent meg, és az egyik legtöbbet idézettcikkek az asztrofizikáról . A cikk rövidített címe a szerzők nevének kezdőbetűi alapján készült: ezek Marguerite és Geoffrey Burbidge , William Fowler és Fred Hoyle .
1946-ban Georgy Gamow és Fred Hoyle egymástól függetlenül két tudományos cikket publikált , amelyekben a kémiai elemek eredetének kérdését vizsgálták az Univerzumban [1] [2] . Gamow azzal érvelt, hogy a kémiai elemek elsősorban röviddel az univerzum keletkezése után keletkeztek az ősi nukleoszintézis során, míg Hoyle úgy vélte, hogy a kémiai elemek főként a csillagokban keletkeznek . Az 1950-es évek elejéig sokkal inkább támogatták Gamow elméletét – a nehéz elemek csillagokban való előfordulása valószínűtlennek tűnt, mivel szintézisükhöz két nagyságrenddel magasabb hőmérsékletre volt szükség, mint a fősorozatú csillagokban . Később azonban problémákat fedeztek fel Gamow elméletében: az Univerzum megfigyelt kémiai összetétele túl heterogén volt az ilyen mindenütt jelenlévő nukleoszintézishez, néhány könnyű atommag [3] [4] .
Az 1950-es években különféle lehetséges nukleáris reakciók váltak ismertté a csillagokban: például 1952-ben Edwin Salpeter felfedezte a hélium szénné alakításának lehetőségét termonukleáris reakciókban , 1953-1954-ben pedig a szén és az oxigén nukleáris égését . Fontos szerepet játszott az is, hogy 1952-ben technéciumot fedeztek fel egyes csillagokban (úgynevezett technécium ): ennek az elemnek az izotópjainak felezési ideje nem haladja meg a 4⋅10 6 évet, így nyilvánvalóvá vált, hogy nehéz elemek képződnek csillagok és bizonyos esetekben a felszínükre esnek [3] .
A leendő cikk szerzői azután kezdtek el együtt dolgozni, hogy Marguerite és Jeffrey Burbidge 1953-ban néhány különleges csillag spektrumát tanulmányozták, amelyekben bizonyos kémiai elemek rendellenesen bővelkedtek. William Fowler ezután érdeklődni kezdett adataik iránt , majd Fred Hoyle is csatlakozott hozzájuk . Kezdetben a neutronbefogás s-folyamatát kezdték el vizsgálni , amitől a megfigyelt kémiai összetétel magyarázatát várták [4] .
Hoyle volt a csillagok nukleoszintézisének ötletének szerzője, és az első tanulmány 1946-os megjelenése után 1954-ben írt egy másikat [5] . A B²FH cikke is hivatkozik az ő munkájára, de a B²FH-nál sem Hoyle, sem senki más nem volt a fő szerző: mind a négy szerző hasonló munkát végzett [6] .
A "Synthesis of the Elements in Stars" című tudományos közlemény 1957-ben jelent meg a Reviews of Modern Physics folyóiratban . A cikk ismertebb B²FH néven , amely szerzői ( angol Burbidge, Fowler, Hoyle ) nevének kezdőbetűiből áll [3] [7] .
A B²FH egy áttekintő cikk, amely a csillagok nukleáris reakcióiról eltérő elméleti és megfigyelési adatokat gyűjt össze . Néhány új eredmény is született, például számításokat végeztünk s- és r-folyamatokra . A cikk jó pontossággal magyarázza el az Univerzum legtöbb kémiai elemének eredetét: a csillagokban végbemenő magreakciók csak a deutérium , a hélium-3 , a hélium-4 és a lítium-7 megjelenését tudták megmagyarázni . Ezek az elemek, mint később kiderült, az elsődleges nukleoszintézis során keletkeztek nem sokkal az Ősrobbanás után [3] [4] .
A cikk a hidrogén és a hélium elégetése mellett különféle folyamatok elnevezéseit is bemutatta [3] [7] :
A B²FH tanulmány az asztrofizika egyik legfontosabb és legtöbbet idézett közleményévé vált [8] . 2022 májusáig több mint 2600 idézete van.[9] . Az asztrofizikusok között még egy vicc is volt: "A korai Univerzum létrehozta a hidrogént és a héliumot , de Burbidge, Burbidge, Fowler és Hoyle minden mást" [10] .
1983-ban Fowler és Subramanjan Chandrasekhar megosztva kapta a fizikai Nobel-díjat . Fowler a díjat "a nukleáris reakciók elméleti és kísérleti tanulmányaiért, a kémiai elemek képződéséért az univerzumban" ítélték oda. Maga Fowler igazságtalannak tartotta, hogy Hoyle nem kapta meg a díjat, mivel Hoyle volt a lap ötletének szerzője [11] .