Ποια είναι η σειρά πυρηνικής σύντηξης σε ένα αστέρι;

Η διαδικασία πυρηνικής σύντηξης σε ένα αστέρι είναι μια πολύπλοκη σειρά βημάτων που εξελίσσονται καθώς οι ηλικίες των αστεριών και η θερμοκρασία του πυρήνα και η αύξηση της πίεσης. Ακολουθεί μια ανάλυση των κύριων σταδίων:

1. Καύση υδρογόνου (αλυσίδα πρωτονίων):

* Κυριαρχικό καύσιμο: Υδρογόνο (πρωτόνια)

* Προϊόντα: Ήλιο, ενέργεια (φωτόνια και νετρίνα)

* συνθήκες: Θερμοκρασία ~ 10 εκατομμύρια kelvin, πίεση ~ 1 εκατομμύριο ατμόσφαιρες

* αντιδράσεις:

* Βήμα 1: Δύο πρωτόνια συσσωρεύονται για να σχηματίσουν έναν πυρήνα του δευτερίου (1 πρωτόνιο και 1 νετρονόμο), απελευθερώνοντας ένα ποζιτρονίου και ένα νετρίνο.

* Βήμα 2: Ένας πυρήνας του δευτερίου και μια ασφάλεια πρωτονίων για να σχηματίσουν έναν πυρήνα ηλίου-3 (2 πρωτόνια και 1 νετρονόμο), απελευθερώνοντας ένα φωτόνιο ακτίνων γάμμα.

* Βήμα 3: Δύο πυρήνες ηλίου-3 για να σχηματίσουν έναν πυρήνα ηλίου-4 (2 πρωτόνια και 2 νετρόνια), απελευθερώνοντας δύο πρωτόνια.

2. Καύση ηλίου:

* Κυριαρχικό καύσιμο: Ήλιο

* Προϊόντα: Άνθρακα, ενέργεια

* συνθήκες: Θερμοκρασία ~ 100 εκατομμύρια kelvin, πίεση ~ 100 εκατομμύρια ατμόσφαιρες

* αντίδραση: Τρεις πυρήνες ηλίου-4 ασφαλειών για να σχηματίσουν άνθρακα-12 (τριπλή διαδικασία άλφα).

3. Καύση άνθρακα:

* Κυριαρχικό καύσιμο: Ανθρακας

* Προϊόντα: Νέον, νάτριο, μαγνήσιο, ενέργεια

* συνθήκες: Θερμοκρασία ~ 600 εκατομμύρια kelvin, πίεση ~ 1 δισεκατομμύριο ατμόσφαιρες

* αντίδραση: Σύντηξη πυρήνων άνθρακα με άλλους πυρήνες άνθρακα, ήλιο ή νέον.

4. Καύση νέον:

* Κυριαρχικό καύσιμο: Νέο

* Προϊόντα: Οξυγόνο, μαγνήσιο, ενέργεια

* συνθήκες: Θερμοκρασία ~ 1,2 δισεκατομμύρια Kelvin, πίεση ~ 10 δισεκατομμύρια ατμόσφαιρες

* αντίδραση: Σύντηξη πυρήνων νέον με άλλους πυρήνες νέον, οξυγόνο ή μαγνήσιο.

5. Καύση οξυγόνου:

* Κυριαρχικό καύσιμο: Οξυγόνο

* Προϊόντα: Πυρίτιο, θείο, φωσφόρο, ενέργεια

* συνθήκες: Θερμοκρασία ~ 1,5 δισεκατομμύρια Kelvin, πίεση ~ 100 δισεκατομμύρια ατμόσφαιρες

* αντίδραση: Σύντηξη πυρήνων οξυγόνου με άλλα οξυγόνου, πυρίτιο ή πυρήνες θείου.

6. Καύση πυριτίου:

* Κυριαρχικό καύσιμο: Πυρίτιο

* Προϊόντα: Σίδερο, νικέλιο, ενέργεια

* συνθήκες: Θερμοκρασία ~ 3 δισεκατομμύρια Kelvin, πίεση ~ 1 τρισεκατομμύρια ατμόσφαιρες

* αντίδραση: Σύντηξη πυρήνων πυριτίου με άλλους πυρήνες πυριτίου ή με βαρύτερους πυρήνες.

7. Σχηματισμός σιδήρου:

* Κυριαρχικό καύσιμο: Πυρίτιο και άλλα βαρύτερα στοιχεία

* Προϊόντα: Σίδερο, νικέλιο, ενέργεια

* συνθήκες: Θερμοκρασία ~ 3 δισεκατομμύρια Kelvin, πίεση ~ 1 τρισεκατομμύρια ατμόσφαιρες

* Σημείωση: Ο σίδηρος είναι ο πιο σταθερός πυρήνας και οι περαιτέρω αντιδράσεις σύντηξης καταναλώνουν ενέργεια αντί να τον απελευθερώσουν.

μετά τον σχηματισμό σιδήρου:

* Ο πυρήνας του αστεριού κυριαρχείται από το σίδερο.

* Η παραγωγή ενέργειας παύει.

* Εμφανίζεται η βαρυτική κατάρρευση.

* Ανάλογα με τη μάζα του αστεριού, θα γίνει είτε σουπερνόβα είτε λευκός νάνος.

Σημαντικές σημειώσεις:

* Αυτή είναι μια απλοποιημένη αναπαράσταση. Άλλες αντιδράσεις σύντηξης εμφανίζονται σε μικρότερες ποσότητες.

* Οι ειδικές απαιτήσεις θερμοκρασίας και πίεσης μπορεί να ποικίλουν ανάλογα με τη μάζα του αστεριού.

* Καθώς το αστέρι εξελίσσεται, ο πυρήνας και τα στρώματα που περιβάλλουν το επεκτείνονται.

* Η διαδικασία σύντηξης σε ένα αστέρι αλλάζει συνεχώς, εξελίσσεται μέσα από αυτά τα στάδια πάνω από εκατομμύρια ή ακόμα και δισεκατομμύρια χρόνια.

Αυτή η ακολουθία γεγονότων είναι πώς τα αστέρια "ζουν" και "πεθαίνουν" στο σύμπαν. Πρόκειται για μια συναρπαστική και πολύπλοκη διαδικασία που οδηγεί την εξέλιξη των αστεριών και τη δημιουργία στοιχείων βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο.