Звёздное ядро

Звёздное ядро — центральная область звезды, характеризующаяся максимальной плотностью и температурой. У звёзд главной последовательности ядро является областью, в которой происходит термоядерные реакции, за счёт которой звезда светится.

Термоядерные реакции в ядрах звёзд

В ядрах звёзд главной последовательности происходят термоядерные реакции, являющиеся источником энергии излучения звёзд.

В ядрах маломассивных звёзд — 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 звёзд 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 звёздах, 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.

См. также

Примечания

  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

Ссылки

  • Bisnovatyi-Kogan, G.S. (2001), Stellar Physics: Stellar Evolution and Stability, Astronomy and Astrophysics Library, translated by Blinov, A.Y.; Romanova, M., Springer Science & Business Media, ISBN 9783540669876, Архивировано 20 августа 2020
  • Chabrier, Gilles; Baraffe, Isabelle (Ноябрь 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, Astronomy and Astrophysics Library (2nd ed.), Springer Science & Business Media, ISBN 9780387200897, Архивировано 19 августа 2020
  • Iben, Icko (2013), Stellar Evolution Physics: Physical processes in stellar interiors, Cambridge University Press, p. 45, ISBN 9781107016569, Архивировано 19 августа 2020.
  • Lang, Kenneth R. (2013), Essential Astrophysics, Undergraduate Lecture Notes in Physics, Springer Science & Business Media, p. 339, ISBN 978-3642359637, Архивировано 19 августа 2020.
  • Lodders, Katharina; Fegley, Jr, Bruce (2015), Chemistry of the Solar System, Royal Society of Chemistry, p. 126, ISBN 9781782626015, Архивировано 18 августа 2020.
  • Maeder, Andre (2008), Physics, Formation and Evolution of Rotating Stars, Astronomy and Astrophysics Library, Springer Science & Business Media, ISBN 9783540769491, Архивировано 18 августа 2020.
  • Pradhan, Anil K.; Nahar, Sultana N. (2011), Atomic Astrophysics and Spectroscopy, Cambridge University Press, pp. 226−227, ISBN 978-1139494977, Архивировано 18 августа 2020.
  • Rose, William K. (1998), Advanced Stellar Astrophysics, Cambridge University Press, p. 267, ISBN 9780521588331, Архивировано 20 августа 2020
  • Salaris, Maurizio; Cassisi, Santi (2005), Evolution of Stars and Stellar Populations, John Wiley & Sons, ISBN 9780470092224, Архивировано 19 августа 2020