Ядерные реакции в звездах.

В самом сердце нашей звезды, Солнца, бушует непрерывный термоядерный пожар, который превращает массу в чистую энергию. Этот процесс, часто называемый солнечной печью, не является обычным горением в химическом смысле. Это ядерный синтез — процесс слияния легких атомных ядер в более тяжелые, в результате которого выделяется колоссальное количество тепла и света.

Солнце ежесекундно превращает около 600 миллионов тонн водорода в 596 миллионов тонн гелия. Оставшиеся 4 миллиона тонн материи не исчезают бесследно, а согласно знаменитой формуле Эйнштейна E=mc², полностью преобразуются в энергию, которая и согревает нашу планету.

В звездах, подобных Солнцу, основным механизмом этого превращения является протон-протонный цикл. Этот процесс доминирует в светилах с массой, не превышающей полторы массы нашего Солнца. Цепочка начинается с того, что два протона — ядра водорода — под воздействием колоссального давления и температуры, достигающей 15 миллионов градусов Цельсия, преодолевают электростатическое отталкивание и сливаются. В ходе сложной последовательности превращений, включающей образование дейтерия и гелия-3, в конечном итоге рождается стабильное ядро гелия-4. Этот цикл работает неторопливо: среднее время жизни одного протона в недрах Солнца до момента его участия в реакции составляет миллиарды лет, что и обеспечивает стабильность звезды на протяжении десяти миллиардов лет.

Однако Солнце — это не просто печь, сжигающая водород одним способом. В более массивных и горячих звездах главную роль играет CNO-цикл, где углерод, азот и кислород выступают в роли катализаторов. У нашего Солнца этот цикл тоже идет, но он обеспечивает лишь около десяти процентов от общего энерговыделения. В CNO-цикле ядро углерода захватывает протоны, превращаясь последовательно в азот и кислород, и в конце концов снова возвращает углерод, выбросив в качестве продукта ядро гелия. Этот путь гораздо более чувствителен к температуре, чем протон-протонный, поэтому он становится основным только тогда, когда жар в ядре превышает 15–17 миллионов градусов.

Когда запасы водорода в ядре истощаются, солнечная печь меняет свой режим работы. Ядро, состоящее теперь из гелия, начинает сжиматься под собственной тяжестью, разогреваясь еще сильнее. Водород начинает гореть в тонком слое вокруг этого гелиевого ядра.

Это заставляет внешние оболочки Солнца раздуваться в сотни раз, и наша звезда покинет стадию «печи», перейдя в фазу красного гиганта. Но сейчас, в середине своего жизненного пути, Солнце остается идеально сбалансированным термоядерным реактором, где гравитация, стремящаяся сжать звезду, находится в точном равновесии с давлением излучения ядерной печи, стремящимся разорвать ее на части.

Источник: neuro....
#солнце