Ποιες συνθήκες υπάρχουν σε αστέρια που προκαλούν το υδρογόνο να σχηματίσει ήλιο;
1. Εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία: Ο πυρήνας ενός αστεριού πρέπει να φτάσει σε θερμοκρασία τουλάχιστον 10 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου (18 εκατομμύρια βαθμούς Φαρενάιτ) . Αυτή η έντονη θερμότητα δίνει στα άτομα υδρογόνου αρκετή κινητική ενέργεια για να ξεπεράσει την ηλεκτροστατική τους απόρριψη και να συγκρουστεί με αρκετή δύναμη για να συγχωνεύσει.
2. Ακραία πίεση: Η τεράστια βαρυτική πίεση μέσα στον πυρήνα του αστεριού πιέζει τα άτομα υδρογόνου μαζί, αυξάνοντας περαιτέρω τις πιθανότητες σύντηξης. Αυτή η πίεση είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την πίεση που βιώνουμε στη γη.
3. Αφθονία υδρογόνου: Τα αστέρια αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο, παρέχοντας την πρώτη ύλη για σύντηξη.
Η διαδικασία σύντηξης:
Η διαδικασία σύντηξης στα αστέρια, ειδικά η αλυσιδωτή αντίδραση πρωτονίων-πρωτόνης , είναι μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων που μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
1. Δύο πρωτόνια συγκρούονται με αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσει την ηλεκτροστατική τους απόρριψη.
2. Ένα πρωτόνιο αποσυντίθεται σε ένα νετρόνιο, απελευθερώνοντας ένα ποζιτρονίου και ένα νετρίνο.
3. για να σχηματίσει έναν πυρήνα δευτερίου (ένα βαρύ ισότοπο υδρογόνου).
4. Ο πυρήνας του δευτερίου συνδυάζεται με ένα άλλο πρωτόνιο Για να σχηματίσετε έναν πυρήνα ηλίου-3, απελευθερώνοντας μια ακτίνα γάμμα.
5. Δύο πυρήνες ηλίου-3 συγκρούονται Για να σχηματίσετε έναν πυρήνα ηλίου-4 (το πιο συνηθισμένο ισότοπο του ήλιου), απελευθερώνοντας δύο πρωτόνια.
καθαρή αντίδραση:
Το καθαρό αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι: 4 πυρήνες υδρογόνου (πρωτόνια) για να σχηματίσουν 1 πυρήνα ηλίου, με την απελευθέρωση ενέργειας με τη μορφή ακτίνων γάμμα, ποζιτομόλων και νετρίνων.
απελευθέρωση ενέργειας:
Αυτή η διαδικασία σύντηξης απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, που είναι αυτό που εξουσιάζει το αστέρι και το κρατάει λάμπει. Αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται επειδή ο πυρήνας του ήλιου έχει ελαφρώς λιγότερη μάζα από τα τέσσερα πρωτόνια που πήγε στο να το κάνει. Αυτή η διαφορά στη μάζα μετατρέπεται σε ενέργεια σύμφωνα με τη διάσημη εξίσωση του Einstein E =MC².
Περίληψη:
Η ακραία θερμοκρασία και η πίεση στον πυρήνα ενός αστεριού παρέχουν τις απαραίτητες συνθήκες για να συγχωνευθούν το υδρογόνο σε ήλιο, απελευθερώνοντας ενέργεια που εξουσιάζει το αστέρι. Αυτή η διαδικασία είναι θεμελιώδης για τον κύκλο ζωής των αστεριών και τη δημιουργία βαρύτερων στοιχείων στο σύμπαν.
