Процессы при рождении звезды
Процессы при рождении звезды
Обратимся к рассмотрению процессов, происходящих при рождении звезды: она продолжает сжиматься, сжатие сопровождается возрастанием температуры. Температура ползёт ввысь, и вот большой газовый шар начинает сиять, его уже можно следить на фоне тёмного ночного неба как мерклый красный диск. Значимая толика энергии его излучения как и раньше приходится на инфракрасную область диапазона. Но это ещё не звезда. По мере того как вещество протозвезды уплотняется, оно всё резвее падает к центру, разогревая ядро звезды до всё более больших температур. В конце концов температура добивается 10 млн. К, тогда и начинают протекать термоядерные реакции — источник энергии всех звёзд во Вселенной.
Как термоядерные процессы врубаются в действие, галлактическое тело преобразуется в всеполноценную звезду.
Сжимаясь, пыль и газ образуют протозвезду ; её вещество представляет собой обычный эталон вещества окружающей нас части галлактического места. Говоря об образчике вещества Вселенной, мы подразумеваем, что этот кусок межзвёзной среды на 89% состоит из водорода, на 10%-из гелия; такие элементы, как кислород, азот, углерод, неон и т. п. составляют в нём наименее 1%, а все металлы, совместно взятые, — менее 0,25%. Таким макаром, звезда в главном состоит из числа тех частей, которые в большинстве случаев встречаются во Вселенной. И так как богаче всего во Вселенной представлен водород, то, естественно, любые термоядерные реакции должны протекать с его ролью.
Где-то встречаются уголки галлактического места с завышенным содержанием тяжёлых частей, но это только местные аномалии — остатки давнешних звёздных взрывов, разбросавших и рассеявших в округи тяжёлые элементы. Мы не будем останавливаться на таких не нормальных областях с завышенной концентрацией тяжёлых частей, а сосредоточим внимание на звёздах, состоящих в главном из водорода.
Когда температура в центре протозвезды добивается 10 млн. К, начинаются сложные (но детально изученные) термоядерные реакции, в процессе которых из ядер водорода (протонов) образуются ядра гелия; каждые четыре протона, объединяясь, делают атом гелия. Поначалу, когда соединяются вместе два протона, появляется атом тяжёлого водорода, либо дейтерия. Потом последний сталкивается с третьим протоном, и в итоге реакции рождается лёгкий изотоп гелия, содержащий два протона и один нейтрон.
В сумятице, которая царствует в ядре звезды, стремительно передвигающиеся атомы лёгкого гелия время от времени сталкиваются вместе, в итоге чего возникает атом обыденного гелия, состоящий из 2-ух протонов и 2-ух нейтронов. Два излишних протона ворачиваются назад в жаркую смесь, чтоб когда-нибудь снова вступить в реакцию, порождающую гелий. В этом процессе около 0,7% массы преобразуется в энергию. Описанная цепочка реакций — один из принципиальных термоядерных циклов, протекающих в ядрах звёзд при температуре около 10 млн. К. Некие астрологи считают, что при более низких температурах могут протекать другие реакции, в каких участвуют литий, бериллий и бор. Но они здесь же делают обмолвку, что если такие реакции и имеют место, то их относительный вклад в генерацию энергии незначителен.
Когда температура в недрах звезды опять возрастает, в действие вступает ещё одна принципиальная реакция, в какой в качестве катализатора участвует углерод. Начавшись с водорода и углерода-12, такая реакция приводит к образованию азота-13, который спонтанно распадается на углерод-13 — изотоп углерода, более тяжёлый, чем тот, с которого реакция начиналась.Углерод-13 захватывает ещё один протон, превращаясь в азот-14. Последний схожим же оковём становится кислородом-15. Этот элемент также неустойчив и в итоге спонтанного распада преобразуется в азот-15. И в конце концов азот-15, присоединив к для себя четвёртый протон, распадается на углерод-12 и гелий.
Таким макаром, побочным продуктом этих термоядерных реакций является углерод-12, который может вновь положить начало реакциям данного типа. Объединение четырёх протонов приводит к образованию 1-го атома гелия, а разница в массе четырёх протонов и 1-го атома гелия, составляющая около 0,7% от начальной массы, проявляется в виде энергии излучения звезды. На Солнце каждую секунду 564 млн. т водорода преобразуется в 560 млн. т гелия, а разница — 4 млн. т вещества — преобразуется в энергию и излучается в место. Принципиально, что механизм генерации энергии в звезде находится в зависимости от температуры.