Starożytni astronomowie sądzili, że Słońce jest kulą ognia, ale teraz astronomowie wiedzą, że fuzja jądrowa zachodzi w jądrze gwiazd, co pozwala im wytwarzać tak dużo energii. Rzućmy okiem na warunki niezbędne do stworzenia syntezy jądrowej w gwiazdach i niektórych dzieciach syntezy jądrowej, które mogą trwać.
Trzon gwiazdy to intensywne środowisko. Ciśnienia są ogromne, a temperatury mogą przekraczać 15 milionów kelwinów. Ale są to warunki, które są potrzebne do przeprowadzenia syntezy jądrowej. Po osiągnięciu tych warunków w rdzeniu gwiazdy fuzja jądrowa przekształca atomy wodoru w atomy helu w procesie wieloetapowym.
Aby zakończyć ten proces, dwa atomy wodoru łączą się ze sobą w atom deuteru. Ten atom deuteru można następnie połączyć z innym wodorem, tworząc lekki izotop helu - 3On. Na koniec dwa jądra helu-3 można połączyć, tworząc atom helu-4. Ta cała reakcja jest egzotermiczna, a zatem uwalnia ogromną ilość energii w postaci promieni gamma. Promienie gamma muszą odbyć długą powolną podróż przez gwiazdę, wchłaniając się, a następnie ponownie emitując z atomu na atom. Sprowadza to energię promieni gamma do widma widzialnego spływającego z powierzchni gwiazd.
Ten cykl syntezy jest znany jako łańcuch proton-proton i jest to reakcja zachodząca w gwiazdach o masie naszego Słońca. Jeśli gwiazdy mają więcej niż 1,5 masy Słońca, używają innego procesu zwanego cyklem CNO (węgiel-azot-tlen). W tym procesie cztery protony łączą się, wykorzystując węgiel, azot i tlen jako katalizatory.
Gwiazdy mogą emitować energię, o ile mają paliwo wodorowe w rdzeniu. Gdy ten wodór się wyczerpie, reakcje syntezy jądrowej zostaną przerwane, a gwiazda zacznie się kurczyć i ochładzać. Niektóre gwiazdy po prostu zamieniają się w białe karły, podczas gdy bardziej masywne gwiazdy będą w stanie kontynuować proces fuzji za pomocą helu i jeszcze cięższych pierwiastków.
Napisaliśmy tutaj wiele artykułów o gwiazdach w Space Magazine. Oto artykuł na temat gwiazdy, która niedawno zakończyła reakcje syntezy jądrowej, a oto gwiazda, która ponownie rozpaliła reakcje syntezy jądrowej.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat gwiazd, sprawdź Wiadomości z Hubblesite dotyczące gwiazd, a tutaj jest strona główna gwiazd i galaktyk.
Nagraliśmy kilka odcinków Astronomy Cast o gwiazdach. Oto dwa, które mogą Ci się przydać: Odcinek 12: Skąd pochodzą gwiazdy Baby i Odcinek 13: Gdzie idą gwiazdy, gdy umierają?
Bibliografia:
http://www.jet.efda.org/fusion-basics/what-is-fusion/
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/procyc.html
http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/olson1/
