אסטרונומים קדומים חשבו שהשמש היא כדור אש, אך כעת אסטרונומים יודעים כי היתוך הגרעין קורה בליבת הכוכבים המאפשר להם להפיק אנרגיה כה רבה. בואו נסתכל על התנאים הדרושים ליצירת היתוך גרעיני בכוכבים וכמה מילדי האיחוי השונים שיכולים להימשך.
גרעין הכוכב הוא סביבה אינטנסיבית. הלחצים הם אדירים, והטמפרטורות יכולות להיות גבוהות מ -15 מיליון קלווין. אבל זה מסוג התנאים שאתה צריך כדי שיתקיים היתוך גרעיני. ברגע שמגיעים לתנאים אלה בליבת כוכב, היתוך גרעיני ממיר אטומי מימן לאטומי הליום בתהליך רב-שלבי.
להשלמת תהליך זה, שני אטומי מימן ממוזגים יחד לאטום דויטריום. לאחר מכן ניתן למזג אטום deuterium זה עם מימן אחר ליצירת איזוטופ קליל של הליום - 3הוא. לבסוף, ניתן למזג שניים מגרעיני ההליום -3 ויוצרים אטום הליום -4. כל התגובה הזו אקסותרמית, ולכן היא משחררת כמות אדירה של אנרגיה בצורה של קרני גאמה. קרני הגמא הללו חייבות לבצע את המסע האיטי הארוך בכוכב, להיקלט ואז להיפלט מחדש מאטום לאטום. זה מוריד את האנרגיה של קרני הגמא לספקטרום הגלוי שאנחנו רואים זורם מעל פני הכוכבים.
מחזור היתוך זה ידוע כשרשרת הפרוטון-פרוטון, והיא התגובה שקורה בכוכבים עם מסת השמש שלנו. אם לכוכבים יש יותר מ -1.5 מסות שמש, הם משתמשים בתהליך שונה הנקרא מחזור ה- CNO (פחמן-חנקן-חמצן). בתהליך זה ארבעה פרוטונים מתמזגים באמצעות פחמן, חנקן וחמצן כזרזים.
כוכבים יכולים לפלוט אנרגיה כל עוד יש ליבם דלק מימן. ברגע שנגמר מימן זה, תגובות האיחוי נסגרות והכוכב מתחיל להתכווץ ולהתקרר. חלק מהכוכבים פשוט יהפכו לגמדים לבנים, בעוד שכוכבים מאסיביים יותר יוכלו להמשיך בתהליך ההיתוך בעזרת הליום ואלמנטים כבדים עוד יותר.
כתבנו מאמרים רבים על כוכבים כאן במגזין החלל. הנה מאמר על כוכב שסגר לאחרונה את תגובות ההתמזגות שלו, והנה כוכב שהצית מחדש את תגובות ההתמזגות שלו.
אם תרצה לקבל מידע נוסף על כוכבים, עיין במהדורות החדשות של Hubblesite על כוכבים, והנה דף הבית של הכוכבים והגלקסיות.
הקלטנו כמה פרקים של אסטרונומיה צוות בנושא כוכבים. להלן שניים שעשויים להיות מועילים: פרק 12: מאיפה כוכבי תינוקות מגיעים, ופרק 13: לאן כוכבות הולכות כשהם מתים?
הפניות:
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/
