Звёздное ядро ({f~[;uky x;jk)

Перейти к навигации Перейти к поиску
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.

Термоядерные реакции в ядрах звезд

[править | править код]
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 + p2H + e+ + νe + 0,42 МэВ[1]
2H + p3He + γ + 5,49 МэВ[2].
3He + 3He → 4He + 2p + 12,85 МэВ[3].

В ядрах более массивных звезд главной последовательности преобладает углеродный цикл, в котором "катализатором" синтеза гелия из водорода является углерод:

12C + p 13N + γ +1,94 МэВ ~1,3⋅107 лет
13N 13C + e+ + νe +2,22 МэВ ~7 минут (либо +1,20 МэВ без учёта аннигиляции e+; T½ для 13N = 9,96 мин[4])
13C + p 14N + γ +7,55 МэВ ~2,7⋅106 лет
14N + p 15O + γ +7,30 МэВ ~3,2⋅108 лет
15O 15N + e+ + νe +2,75 МэВ ~82 секунды (либо +1,73 МэВ без учёта аннигиляции e+; T½ для 15O = 122,24 с[4])
15N + p 12C + 4He +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:

МэВ (эндотермическая реакция)
МэВ;
МэВ.

Примечания

[править | править код]
  1. 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 "
  2. 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. "
  3. 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 "
  4. 1 2 Principles and Perspectives in Cosmochemistry, Springer, 2010, ISBN 978-3-642-10368-1, page 233