Звезды - ядерные реакторы - Звезды: их рождение, жизнь и смерть
В большинстве термоядерных реакций энергия освобождается при соединении четырех протонов в одно ядро гелия. Такое соединение протонов в ядро гелия может идти разными путями, но конечный результат будет один и тот же.
Протон-протонная реакция начинается с таких столкновений между протонами, в результате которых получается ядро тяжелого водорода -- дейтерия. Даже в условиях звездных недр это происходит очень редко. Как правило, столкновения между протонами являются упругими: после столкновения частицы просто разлетаются в разные стороны. Для того чтобы в результате столкновения два протона слились в одно ядро дейтерия, необходимо, чтобы при таком столкновении выполнялось два независимых условия. Во-первых, надо, чтобы у одного из сталкивающихся протонов кинетическая энергия раз в двадцать превосходила бы среднюю энергию тепловых движений при температуре звездных недр. Как уже говорилось выше, только одна стомиллионная часть протонов имеет такую относительно высокую энергию, необходимую для преодоления "кулоновского барьера" . Во-вторых, необходимо, чтобы за время столкновения один из двух протонов успел бы превратиться в нейтрон, испустив позитрон и нейтрино. Ибо только протон с нейтроном могут образовать ядро дейтерия! Заметим, что длительность столкновения всего лишь около 10 -21 секунды (оно порядка классического радиуса протона, поделенного на его скорость) . Если все это учесть, то получается, что каждый протон имеет реальные шансы превратиться таким способом в дейтерий только раз в несколько десятков миллиардов лет. Но так как протонов в недрах звезд достаточно много, такие реакции, и притом в нужном количестве, будут иметь место.
По-другому складывается судьба вновь образовавшихся ядер дейтерия. Они "жадно", всего лишь через несколько секунд, "заглатывают" какой-нибудь близкий протон, превращаясь в изотоп гелия 3 Не. После этого возможны три пути (ветви) ядерных реакций. Чаще всего изотоп гелия будет взаимодействовать с подобным себе ядром, в результате чего образуется ядро "обыкновенного" гелия и два протона. Так как концентрация изотопа Не чрезвычайно мала, это произойдет через несколько миллионов лет. Напишем теперь последовательность этих реакций и выделяющуюся при них энергию.
Здесь буква v означает нейтрино, а у -- гамма-квант. Не вся освободившаяся в результате этой цепи реакций энергия передается звезде, так как часть энергии уносится нейтрино. С учетом этого обстоятельства энергия, выделяемая при образовании одного ядра гелия, равна 26,2 МэВ или 4,2 *10 -5 эрг.
Вторая ветвь протон-протонной реакции начинается с соединения ядра Не с ядром "обыкновенного" гелия 4 Не, после чего образуется ядро бериллия 7 Be. Ядро бериллия в свою очередь может захватить протон, после чего образуется ядро бора 8 В, или захватить электрон и превратиться в ядро лития. В первом случае образовавшийся радиоактивный изотоп 8 В претерпевает бета-распад: Заметим, что нейтрино, образовавшиеся при этой реакции, как раз и обнаружили при помощи уникальной, дорогостоящей установки. Радиоактивный бериллий Ве весьма неустойчив и быстро распадается на две альфа-частицы. Наконец, последняя, третья ветвь протон-протонной реакции включает в себя следующие звенья: 7 Ве после захвата электрона превращается в 7 li, который, захватив протон, превращается в неустойчивый изотоп 8 Be, распадающийся, как и во второй цепи, на две альфа-частицы.
Еще раз отметим, что подавляющее большинство реакций идет по первой цепи, но роль "побочных" цепей отнюдь не мала.
Похожие статьи
-
Сверхновые звезды - Рождение и жизнь звезд
Сверхновые звезды - одно из самых грандиозных космических явлений. Коротко говоря, сверхновая - это настоящий взрыв звезды, когда большая часть ее массы...
-
КАК УСТРОЕНА ЗВЕЗДА И КАК ОНА ЖИВЕТ - Рождение и жизнь звезд
Звезды не останутся вечно такими же, какими мы их видим сейчас. Во Вселенной постоянно рождаются новые звезды, а старые умирают. Чтобы понять, как...
-
Сверхновая - смерть звезды - Жизнь звезд
Чтобы разобраться в том, что приводит к взрыву сверхновой, нам придется рассмотреть последние стадии эволюции массивной звезды. Когда весь водород в...
-
Белые карлики, или будущее Солнца - Рождение и жизнь звезд
После "выгорания" термоядерного топлива в звезде, масса которой сравнима с массой Солнца, в центральной ее части (ядре) плотность вещества становится...
-
Как устроена звезда и как она живет - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
Звезды не останутся вечно такими же, какими мы их видим сейчас. Во Вселенной постоянно рождаются новые звезды, а старые умирают. Чтобы понять, как...
-
Химический состав звезд - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
Химический состав наружных слоев звезды, откуда к нам "непосредственно" приходит их излучение, характеризуется полным преобладанием водорода. На втором...
-
Природа комет, их рождение, жизнь и смерть - Кометы и их открытие
Комета солнечный система Откуда же приходят к нам "хвостатые звезды"? До сих пор об источниках комет ведутся оживленные дискуссии, но единое решение еще...
-
Нейтронные звезды - Рождение и жизнь звезд
Звезда черный дыра температура спектр Большинство нейтронных звезд образуются при коллапсе ядер звезд массой более 10 солнечных. Их рождение...
-
Звезды умирают - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
Звезда спектр светимость температура Превращение, "выгорание", водорода в гелий при термоядерной реакции происходит в центральных областях звезды, в...
-
Природа комет, их рождение, жизнь и смерть - Исследование комет
Откуда же приходят к нам "хвостатые звезды"? До сих пор об источниках комет ведутся оживленные дискуссии, но единое решение еще не выработано. Еще в...
-
Введение - Рождение и эволюция звезд
Звезда - небесное тело, по своей природе сходное с Солнцем, вследствие огромной отдаленности видимое с Земли как светящаяся точка на ночном небе. Звезды...
-
Облако становится звездой - Рождение и жизнь звезд
Рождение звезды длится миллионы лет и скрыто от нас в недрах темных облаков, так что этот процесс практически недоступен прямому наблюдению. Астрофизики...
-
Природа комет, их рождение, жизнь и смерть. - Эти загадочные кометы
Еще в 18 веке Гершель, наблюдая туманности, предположил, что кометы - небольшие туманности, движущиеся в межзвездном пространстве. В 1796 году Лаплас в...
-
Из чего образуются звезды - Рождение и жизнь звезд
Еще Гершель обнаружил на фоне Млечного Пути темные провалы, которые он называл "дырами в небесах". В конце XIX в. на Ликской обсерватории (США) астроном...
-
ВВЕДЕНИЕ - Рождение и жизнь звезд
Звезды... Они восходили над динозаврами, над Великим Оледенением, над строящимися египетскими пирамидами. Одни и те же звезды указывали путь финикийским...
-
Эволюция звезд - Рождение и эволюция звезд
Современная астрономия располагает большим количеством аргументов в пользу утверждения, что звезды образуются путем конденсации облаков газопылевой...
-
Жизнь черного облака - Рождение и жизнь звезд
Молекулярные облака устроены значительно сложнее, чем знакомые нам облака водяного пара в земной атмосфере. Снаружи молекулярное облако покрыто толстым...
-
Масса звезд, Рождение звезд - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
Астрономия не располагала и не располагает в настоящее время методом прямого и независимого определения массы (то есть не входящей в состав кратных...
-
Новые звезды - Рождение и жизнь звезд
Во время вспышки блеск новой увеличивается на 12-13 звездных величин, а выделяемая энергия достигает 1039 Дж (такая энергия излучается Солнцем примерно...
-
ВЗРЫВАЮЩИЕСЯ ЗВЕЗДЫ - Рождение и жизнь звезд
Тот, кто внимательно следит за звездами из ночи в ночь, имеет в своей жизни шанс обнаружить новую звезду, возникшую как бы на пустом месте. Блеск такой...
-
РОЖДЕНИЕ ЗВЕЗД, Эволюция взглядов о рождении звезд - Рождение и жизнь звезд
Эволюция взглядов о рождении звезд Рождение звезд - процесс таинственный, скрытый от наших глаз, даже вооруженных телескопом. Лишь в середине ХХ в....
-
Температура - Звезды: их рождение, жизнь и смерть
Температура определяет цвет звезды и ее спектр. Так, например, если температура поверхности слоев звезд 3-4тыс. К., то ее цвет красноватый, 6-7 тыс. К. -...
-
Связь основных звездных величин, Молодые звездные коллективы - Рождение и жизнь звезд
Итак, современная астрономия располагает методами определения основных звездных характеристик: светимости, поверхностной температуры (цвета), радиуса,...
-
Спектры звезд и их химический состав - Рождение и жизнь звезд
Исключительно богатую информацию дает изучение спектров звезд. Уже давно спектры подавляющего большинства звезд разделены на классы. Последовательность...
-
Эволюция звезд от рождения до смерти - Эволюция звезд
Астрономы не в состоянии проследить жизнь одной звезды от начала и до конца. Даже самые короткоживущие звезды существуют миллионы лет - дольше жизни не...
-
РОЖДЕНИЕ ЗВЕЗД - Звездное небо
Современная астрономия располагает большим количеством аргументов в пользу утверждения, что звезды образуются путем конденсации облаков газово-пылевой...
-
Переменная звезда гигант карлик сверхновая Наш обычный мир - скалистая Земля с ее океанами, атмосферой, растительной и животной жизнью - состоит примерно...
-
Сверхновая - смерть звезды - Процесс образования и структура звезд
Космический звезда солнечный пульсар Чтобы разобраться в том, что приводит к взрыву сверхновой, нам придется рассмотреть последние стадии эволюции...
-
Около семи тысяч лет назад в отдаленном уголке космического пространства внезапно взорвалась звезда, сбросив с себя наружные слои вещества. Сравнительно...
-
СВЕРХНОВЫЕ. - Жизненный путь звезд
Около семи тысяч лет назад в отдаленном уголке космического пространства внезапно взорвалась звезда, сбросив с себя наружные слои вещества. Сравнительно...
-
Эволюция звезд - Происхождение Космоса и Солнечной системы
Возникшие в газопылевой среде Галактики сгущения, продолжающие сжиматься под действием собственного тяготения, получили название протозвезд. По мере...
-
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ЗВЕЗД - Эволюция звезд
На протяжении ста лет после формулирования Р. Майэром в 1842 году закона сохранения энергии высказывали много гипотез о природе источников энергии звезд,...
-
Как и все тела в природе, звезды не остаются неизменными, они рождаются, эволюционируют, и наконец "умирают". Чтобы проследить жизненный путь звезд и...
-
Температура и масса звезд - Рождение и жизнь звезд
Знание спектрального класса или цвета звезды сразу же дает температуру ее поверхности. Так как звезды излучают приблизительно как абсолютно черные тела...
-
Черные дыры - Рождение и жизнь звезд
Термин "черная дыра" был весьма удачно введен в науку американским физиком Джоном Уилером в 1968 г. для обозначения сколлапсировавшей звезды. Как...
-
Спектры звезд - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
Исключительно богатую информацию дает изучение спектров звезд. Сейчас принята так называемая гарвардская спектральная классификация. В ней десять...
-
Заключение, Список литературы - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
За период немногим более двух столетий представление о звездах изменилось кардинально. Из непостижимо далеких и равнодушно светящихся точек на небе они...
-
Введение, Основные звездные характеристики, Светимость - Звезды. Их рождение, жизнь и смерть
Как и все тела в природе, звезды не остаются неизменными, они рождаются, эволюционируют и умирают. Чтобы проследить жизненный путь звезды и понять, как...
-
Происхождение звезд - Рождение и эволюция звезд
Сейчас установлено, что звезды и звездные скопления имеют разный возраст, от величины порядка 1010 лет (шаровые звездные скопления) до 106 лет для самых...
-
Нейтронные звезды - Особенности теории конца жизни звезд
Существование нейтронных звезд - звезд, состоящих из вырожденных нейтронов - предсказывалось теоретиками еще в 30-х годах (первым это понял...
Звезды - ядерные реакторы - Звезды: их рождение, жизнь и смерть