Astronomii antici au crezut că Soarele a fost o minge de foc, dar acum astronomii știu că fuziunea nucleară se desfășoară în miezul stelelor care le permite să producă atâta energie. Să aruncăm o privire asupra condițiilor necesare pentru crearea fuziunii nucleare în stele și a unora dintre diferiții copii ai fuziunii care pot continua.
Miezul unei stele este un mediu intens. Presiunile sunt enorme, iar temperaturile pot fi mai mari de 15 milioane de Kelvin. Dar acesta este tipul de condiții de care aveți nevoie pentru ca fuziunea nucleară să aibă loc. Odată ce aceste condiții sunt atinse în miezul unei stele, fuziunea nucleară transformă atomii de hidrogen în atomi de heliu printr-un proces cu mai multe etape.
Pentru a finaliza acest proces, doi atomi de hidrogen sunt îmbinați împreună într-un atom de deuteriu. Acest atom de deuteriu poate fi apoi îmbinat cu un alt hidrogen pentru a forma un izotop ușor de heliu - 3El. În cele din urmă, două dintre nucleele heliului-3 pot fi contopite pentru a forma un atom de heliu-4. Toată această reacție este exotermică și, astfel, eliberează o cantitate extraordinară de energie sub formă de raze gamma. Aceste raze gamma trebuie să facă călătoria lungă lentă prin stea, fiind absorbite și apoi reemise din atom în atom. Aceasta reduce energia razelor gamma în spectrul vizibil pe care îl vedem în fluxul de pe suprafața stelelor.
Acest ciclu de fuziune este cunoscut sub numele de lanțul proton-proton și este reacția care se întâmplă în stele cu masa Soarelui nostru. Dacă stelele au mai mult de 1,5 mase solare, ele folosesc un proces diferit numit ciclul CNO (carbon-azot-oxigen). În acest proces, patru protoni fuzionează folosind carbon, azot și oxigen ca catalizatori.
Stelele pot emite energie atâta timp cât au combustibil hidrogen în miezul lor. Odată ce acest hidrogen se termină, reacțiile de fuziune se închid și steaua începe să se micșoreze și să se răcească. Unele stele se vor transforma doar în pitici albe, în timp ce stelele mai masive vor putea continua procesul de fuziune folosind elemente de heliu și chiar mai grele.
Am scris multe articole despre vedete aici pe Space Magazine. Iată un articol despre o stea care și-a închis recent reacțiile de fuziune și iată o stea care a reactivat reacțiile de fuziune.
Dacă doriți mai multe informații despre stele, consultați comunicatele de știri ale Hubblesite despre stele și aici este pagina principală a stelelor și a galaxiilor.
Am înregistrat mai multe episoade din Astronomy Cast despre vedete. Iată două pe care le-ar putea fi de ajutor: Episodul 12: De unde vin vedetele copilului și episodul 13: Unde merg stelele când mor?
Referințe:
http://www.jet.efda.org/fusion-basics/what-is-fusion/
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/procyc.html
http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/olson1/
