Звёздное ядро
Строение Солнца с ядром внизу Звёздное ядро — центральная область звезды, характеризующаяся максимальной плотностью и температурой. У звезд главной последовательности ядро является областью, в которой происходит термоядерные реакции , за счёт которой звезда светится.
Зависимость энерговыделения от температуры при разных ядерных процессах в звёздах В ядрах звезда главной последовательности происходят термоядерные реакции, являющиеся источником энергии излучения звезд.
В ядрах маломассивных звезд — с массой порядка массы Солнца или меньше — доминирует протон-протонный цикл :
p p → 2 He+ νe МэВ [ 1] 2 H + p → 3 Heγ [ 2] 3 He + 3 He → 4 He + 2p + 12,85 МэВ[ 3] В ядрах более массивных звезд главной последовательности преобладает углеродный цикл , в котором "катализатором" синтеза гелия из водорода является углерод:
12 C + p→
13 N + γ
+1,94 М эВ
~1,3⋅107 лет
13 N→
13 C + e+ + νe
+2,22 МэВ
~7 минут
(либо +1,20 МэВ без учёта аннигиляции e+ ; T ½ 13 N = 9,96 мин [ 4]
13 C + p→
14 N + γ
+7,55 МэВ
~2,7⋅106 лет
14 N + p→
15 O + γ
+7,30 МэВ
~3,2⋅108 лет
15 O→
15 N + e+ + νe
+2,75 МэВ
~82 секунды
(либо +1,73 МэВ без учёта аннигиляции e+ ; T ½ 15 O = 122,24 с [ 4]
15 N + p→
12 C + 4 He
+4,96 МэВ
~1,1⋅105 лет
либо, в массивных звездах, углеродно-кислородный цикл (CNO-цикл), в котором "катализаторами" синтеза гелия из водорода являются углерод и кислород.
Выгорания водорода в звезде главной последовательности приводит к прекращению энерговыделения в ядре, сжатию и, соответственно, к повышению температуры и плотности ядра. Рост температуры и плотности в звёздном ядре ведёт к условиям, в которых активируется новый источник термоядерной энергии: выгорание гелия (тройная гелиевая реакция или тройной альфа-процесс), характерный для красных гигантов и сверхгигантов:
2
4
H
e
+
2
4
H
e
→ → -->
4
8
B
e
− − -->
0,092
{\displaystyle \mathrm {_{2}^{4}He} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{4}^{8}Be} -0{,}092}
эндотермическая реакция )
4
8
B
e
→ → -->
2
4
H
e
+
2
4
H
e
+
0,092
{\displaystyle \mathrm {_{4}^{8}Be} \rightarrow \mathrm {_{2}^{4}He} +\mathrm {_{2}^{4}He} +0{,}092}
4
8
B
e
+
2
4
H
e
→ → -->
6
12
C
+
7,367
{\displaystyle \mathrm {_{4}^{8}Be} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{6}^{12}C} +7{,}367}
↑ Loveland, W. D., Morrissey, D. J. and Seaborg, G. T. (2005) 12. Nuclear Reactions in Nature: Nuclear Astrophysics Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine / Modern Nuclear Chemistry, John Wiley & Sons DOI: 10.1002/0471768626.ch12 , (англ.) page 24 "12.6.2 Hydrogen Burning " "p + p → d + e+ +νe Q = 0.42 MeV "
↑ Loveland, W. D., Morrissey, D. J. and Seaborg, G. T. (2005) 12. Nuclear Reactions in Nature: Nuclear Astrophysics Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine / Modern Nuclear Chemistry, John Wiley & Sons DOI: 10.1002/0471768626.ch12 , (англ.) page 24 "The next reaction in the sequence is d + p →3He + γ Q = 5.49 MeV. "
↑ Loveland, W. D., Morrissey, D. J. and Seaborg, G. T. (2005) 12. Nuclear Reactions in Nature: Nuclear Astrophysics Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine / Modern Nuclear Chemistry, John Wiley & Sons DOI: 10.1002/0471768626.ch12 , (англ.) page 24 " In ~ 86 % of the cases, the reaction is 3He + 3He → 4He + 2p Q = 12.96 MeV "
↑ 1 2 Principles and Perspectives in Cosmochemistry , Springer, 2010, ISBN 978-3-642-10368-1 , page 233
Bisnovatyi-Kogan, G.S. (2001), Stellar Physics: Stellar Evolution and Stability ISBN 9783540669876 Архивная копия от 20 августа 2020 на Wayback Machine Chabrier, Gilles; Baraffe, Isabelle (November 1997), "Structure and evolution of low-mass stars", Astronomy and Astrophysics , 327 : 1039−1053, arXiv :astro-ph/9704118 Bibcode :1997A&A...327.1039C . Hansen, Carl J.; Kawaler, Steven D.; Trimble, Virginia (2004), Stellar Interiors: Physical Principles, Structure, and Evolution ISBN 9780387200897 Архивная копия от 19 августа 2020 на Wayback Machine Iben, Icko (2013), Stellar Evolution Physics: Physical processes in stellar interiors ISBN 9781107016569 Архивная копия от 19 августа 2020 на Wayback Machine Lang, Kenneth R. (2013), Essential Astrophysics ISBN 978-3642359637 Архивная копия от 19 августа 2020 на Wayback Machine Lodders, Katharina; Fegley, Jr, Bruce (2015), Chemistry of the Solar System ISBN 9781782626015 Архивная копия от 18 августа 2020 на Wayback Machine Maeder, Andre (2008), Physics, Formation and Evolution of Rotating Stars ISBN 9783540769491 Архивная копия от 18 августа 2020 на Wayback Machine Pradhan, Anil K.; Nahar, Sultana N. (2011), Atomic Astrophysics and Spectroscopy ISBN 978-1139494977 Архивная копия от 18 августа 2020 на Wayback Machine Rose, William K. (1998), Advanced Stellar Astrophysics ISBN 9780521588331 Архивная копия от 20 августа 2020 на Wayback Machine Salaris, Maurizio; Cassisi, Santi (2005), Evolution of Stars and Stellar Populations ISBN 9780470092224 Архивная копия от 19 августа 2020 на Wayback Machine
