Οι αρχαίοι αστρονόμοι πίστευαν ότι ο Ήλιος ήταν μια σφαίρα φωτιάς, αλλά τώρα οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι η πυρηνική σύντηξη συνεχίζεται στον πυρήνα των αστεριών που τους επιτρέπει να παράγουν τόση ενέργεια. Ας ρίξουμε μια ματιά στις απαραίτητες συνθήκες για τη δημιουργία πυρηνικής σύντηξης σε αστέρια και σε μερικά από τα διαφορετικά παιδιά σύντηξης που μπορούν να συνεχιστούν.
Ο πυρήνας ενός αστεριού είναι ένα έντονο περιβάλλον. Οι πιέσεις είναι τεράστιες και οι θερμοκρασίες μπορεί να είναι μεγαλύτερες από 15 εκατομμύρια Kelvin. Αλλά αυτό είναι το είδος των προϋποθέσεων που χρειάζεστε για να πραγματοποιηθεί η πυρηνική σύντηξη. Μόλις επιτευχθούν αυτές οι συνθήκες στον πυρήνα ενός άστρου, η πυρηνική σύντηξη μετατρέπει τα άτομα υδρογόνου σε άτομα ηλίου μέσω μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων.
Για να ολοκληρωθεί αυτή η διαδικασία, δύο άτομα υδρογόνου συγχωνεύονται σε ένα άτομο δευτερίου. Αυτό το άτομο δευτερίου μπορεί στη συνέχεια να συγχωνευθεί με ένα άλλο υδρογόνο για να σχηματίσει ένα ελαφρύ ισότοπο ηλίου - 3Αυτός. Τέλος, δύο από τους πυρήνες του ηλίου-3 μπορούν να συγχωνευθούν για να σχηματίσουν ένα άτομο ηλίου-4. Αυτή η όλη αντίδραση είναι εξώθερμη και έτσι απελευθερώνει τεράστια ποσότητα ενέργειας με τη μορφή ακτίνων γάμμα. Αυτές οι ακτίνες γάμμα πρέπει να κάνουν το μακρύ αργό ταξίδι μέσα από το αστέρι, να απορροφηθούν και μετά να εκπέμπονται εκ νέου από άτομο σε άτομο. Αυτό μειώνει την ενέργεια των ακτίνων γάμμα στο ορατό φάσμα που βλέπουμε να ρέει από την επιφάνεια των αστεριών.
Αυτός ο κύκλος σύντηξης είναι γνωστός ως αλυσίδα πρωτονίων-πρωτονίων και είναι η αντίδραση που συμβαίνει στα αστέρια με τη μάζα του Ήλιου μας. Εάν τα αστέρια έχουν περισσότερες από 1,5 ηλιακές μάζες, χρησιμοποιούν μια διαφορετική διαδικασία που ονομάζεται κύκλος CNO (άνθρακας-άζωτο-οξυγόνο). Σε αυτήν τη διαδικασία, τέσσερα πρωτόνια συντήκονται χρησιμοποιώντας άνθρακα, άζωτο και οξυγόνο ως καταλύτες.
Τα αστέρια μπορούν να εκπέμπουν ενέργεια αρκεί να έχουν καύσιμο υδρογόνου στον πυρήνα τους. Μόλις εξαντληθεί αυτό το υδρογόνο, οι αντιδράσεις σύντηξης σταματούν και το αστέρι αρχίζει να συρρικνώνεται και να κρυώνει. Μερικά αστέρια θα μετατραπούν σε λευκούς νάνους, ενώ πιο ογκώδη αστέρια θα μπορούν να συνεχίσουν τη διαδικασία σύντηξης χρησιμοποιώντας ήλιο και ακόμη βαρύτερα στοιχεία.
Έχουμε γράψει πολλά άρθρα για αστέρια εδώ στο Space Magazine. Ακολουθεί ένα άρθρο σχετικά με ένα αστέρι που έκλεισε πρόσφατα τις αντιδράσεις σύντηξης και εδώ είναι ένα αστέρι που πυροδότησε τις αντιδράσεις σύντηξης.
Αν θέλετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα αστέρια, ρίξτε μια ματιά στα δελτία ειδήσεων του Hubblesite για τα αστέρια και εδώ είναι η αρχική σελίδα των αστεριών και των γαλαξιών.
Έχουμε ηχογραφήσει αρκετά επεισόδια του Astronomy Cast για αστέρια. Εδώ είναι δύο που μπορεί να σας φανούν χρήσιμα: Επεισόδιο 12: Από πού προέρχονται τα αστέρια μωρών και επεισόδιο 13: Πού πηγαίνουν τα αστέρια όταν πεθαίνουν;
Βιβλιογραφικές αναφορές:
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/
