Я́ДЕРНЫЕ РЕА́КЦИИ В ЗВЁЗДАХ

Я́ДЕРНЫЕ РЕА́КЦИИ В ЗВЁЗДАХ, про­ис­хо­дят в не­драх звёзд и яв­ля­ют­ся ос­нов­ным ис­точ­ни­ком их энер­гии. По­сред­ст­вом ядер­ных ре­ак­ций в не­драх звёзд по­сте­пен­но вы­сво­бо­ж­да­ют­ся ог­ром­ные за­па­сы ядер­ной энер­гии, что обес­пе­чи­ва­ет дли­тель­ное су­ще­ст­во­ва­ние звёзд в ви­де ста­цио­нар­ных гид­ро­ста­ти­че­ски рав­но­вес­ных тел. Я. р. в з. иг­ра­ют оп­ре­де­ляю­щую роль и на не­ста­цио­нар­ных ста­ди­ях эво­лю­ции звёзд, в т. ч. при вспыш­ках но­вых и сверх­но­вых звёзд. На всех этих ста­ди­ях звёзд­ной эво­лю­ции по­сред­ст­вом Я. р. в з. син­те­зи­ру­ет­ся боль­шин­ст­во встре­чаю­щих­ся в при­ро­де тя­жё­лых эле­мен­тов (см. Нук­лео­син­тез в при­ро­де).

Наи­боль­ший ин­те­рес для ас­т­ро­фи­зи­ки пред­став­ля­ют тер­мо­ядер­ные ре­ак­ции син­те­за. Важ­ней­шие из них – ре­ак­ции во­до­род­но­го цик­ла и уг­ле­род­но­го цик­ла, обес­пе­чи­ваю­щие дли­тель­ное «го­ре­ние» во­до­ро­да в не­драх звёзд глав­ной по­следо­ва­тель­но­сти. В ядер­ных ре­ак­ци­ях син­те­за вы­де­ле­ние энер­гии про­ис­хо­дит вплоть до об­ра­зо­ва­ния ядер Fe и Ni, имею­щих наи­боль­шую удель­ную энер­гию свя­зи. По­яв­ле­ние на оп­ре­де­лён­ных ста­ди­ях эво­лю­ции звёзд сво­бод­ных ней­тро­нов и за­хват их яд­ра­ми эле­мен­тов груп­пы Fe при­во­дят к син­те­зу ещё бо­лее тя­жё­лых ядер, вплоть до транс­ура­но­вых эле­мен­тов. На за­клю­чит. ста­ди­ях эво­лю­ции дос­та­точ­но мас­сив­ных звёзд, ко­гда темп-ра в их не­драх ста­но­вит­ся очень вы­со­кой, ско­ро­сти Я. р. в з. уве­ли­чи­ва­ют­ся на­столь­ко, что поч­ти ка­ж­до­му эле­мен­тар­но­му ак­ту син­те­за к.-л. яд­ра со­от­вет­ст­ву­ет об­рат­ный акт рас­ще­п­ле­ния это­го яд­ра на ис­ход­ные со­став­ляю­щие. В ре­зуль­та­те ус­та­нав­ли­ва­ет­ся т. н. ядер­ное ста­ти­стич. рав­но­ве­сие, ко­то­рое (на­ря­ду с ней­тро­ни­за­ци­ей звёзд­но­го ве­ще­ст­ва) при­во­дит к по­те­ре ус­той­чи­во­сти звез­ды и её пе­ре­хо­ду в со­стоя­ние гра­ви­тац. кол­лап­са на ко­неч­ных ста­ди­ях эво­лю­ции.

Осо­бое ме­сто за­ни­ма­ют Я. р. в з., вы­зы­вае­мые сла­бым взаи­мо­дей­ст­ви­ем элек­тро­нов и по­зи­тро­нов с яд­ра­ми; в них уча­ст­ву­ют так­же ней­три­но. По­зи­трон­ные бе­та-рас­па­ды – обя­за­тель­ное зве­но ре­ак­ций во­до­род­но­го и уг­ле­род­но­го цик­лов. Элек­трон­ные бе­та-рас­па­ды вме­сте с ре­ак­ция­ми за­хва­та ней­тро­нов де­ла­ют воз­мож­ным об­ра­зо­ва­ние в при­ро­де наи­бо­лее тя­жё­лых хи­мич. эле­мен­тов. По­гло­ще­ние и ис­пус­ка­ние ней­три­но в ядер­ных ре­ак­ци­ях элек­тро­нов и по­зи­тро­нов с ней­тро­на­ми, про­то­на­ми и яд­ра­ми иг­ра­ют важ­ную роль в гид­ро­ди­на­мич. кар­ти­не об­ра­зо­ва­ния ней­трон­ных звёзд и, воз­мож­но, чёр­ных дыр.

При взаи­мо­дей­ст­вии вы­со­ко­энер­гич­ных час­тиц (ус­ко­рен­ных ядер) с меж­звёзд­ной сре­дой и ве­ще­ст­вом раз­ре­жен­ных звёзд­ных ат­мо­сфер и око­ло­звёзд­ных обо­ло­чек воз­мож­ны ре­ак­ции ска­лы­ва­ния, со­про­во­ж­даю­щие­ся от­ще­п­ле­ни­ем от ядер лёг­ких фраг­мен­тов (про­то­нов, ней­тро­нов, α -час­тиц и др.). Ре­ак­ции ска­лы­ва­ния по­зво­ля­ют объ­яс­нить ряд осо­бен­но­стей со­ста­ва кос­ми­че­ских лу­чей и от­час­ти про­ис­хо­ж­де­ние лёг­ких хи­мич. эле­мен­тов (Li, Be и B).