Я́ДЕРНЫЕ РЕА́КЦИИ В ЗВЁЗДАХ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
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).