1. Основные ядерные реакции в звёздах
1.1. Протон-протонный цикл (p-p цикл)
Доминирует в звёздах малой и средней массы (например, в Солнце).
Основные реакции:
1H+1H→2D+e++νe1H+1H→2D+e++νe (протон превращается в нейтрон с испусканием позитрона и нейтрино)
2D+1H→3He+γ2D+1H→3He+γ
3He+3He→4He+21H3He+3He→4He+21H (основной выход – гелий-4)
Энергия: ~26,7 МэВ на 1 ядро 4He4He.
1.2. CNO-цикл (углеродно-азотно-кислородный цикл)
Доминирует в более массивных звёздах (M>1,3 M⊙M>1,3M⊙), где температура в ядре выше (~15–17 млн К).
Основные реакции:
12C+1H→13N+γ12C+1H→13N+γ
13N→13C+e++νe13N→13C+e++νe
13C+1H→14N+γ13C+1H→14N+γ
14N+1H→15O+γ14N+1H→15O+γ
15O→15N+e++νe15O→15N+e++νe
15N+1H→12C+4He15N+1H→12C+4He (углерод восстанавливается, гелий-4 – продукт)
Энергия: ~25 МэВ на 1 ядро 4He4He.
1.3. Гелиевая реакция (тройной альфа-процесс)
Начинается после выгорания водорода в ядре (температура > 100 млн К).
4He+4He+4He→12C+γ4He+4He+4He→12C+γРеакция:
Энергия: ~7,3 МэВ.
1.4. Горение углерода, кислорода и кремния
В массивных звёздах (M>8 M⊙M>8M⊙) происходят дальнейшие реакции:
12C+12C→20Ne+4He12C+12C→20Ne+4He или 23Na+1H23Na+1HГорение углерода (T∼600–800T∼600–800 млн К):
16O+16O→28Si+4He16O+16O→28Si+4HeГорение кислорода (T∼1–2T∼1–2 млрд К):
Образование железа и никеля (56Fe,56Ni56Fe,56Ni) – конец термоядерного синтеза, так как дальнейшие реакции требуют энергии.Горение кремния (T∼3T∼3 млрд К):
2. Изменение структуры звезды в процессе эволюции
2.1. Главная последовательность (горение водорода в ядре)
Водород превращается в гелий.
Давление излучения уравновешивает гравитацию.
Звезда стабильна (как Солнце сейчас).
2.2. Выход из главной последовательности (выгорание водорода)
Водород в ядре заканчивается → ядро сжимается, внешние слои расширяются → звезда становится красным гигантом.
В оболочке продолжается горение водорода, в ядре – гелий.
2.3. Гелиевая вспышка (для звёзд малой массы) и горение гелия
В звёздах M<2,3 M⊙M<2,3M⊙ гелиевое ядро становится вырожденным → резкое начало горения гелия (вспышка).
В более массивных звёздах гелий загорается плавно.
2.4. Поздние стадии (для массивных звёзд)
Последовательно загораются углерод, кислород, кремний → образуется железное ядро.
Железное ядро коллапсирует → взрыв сверхновой (II типа) или образование нейтронной звезды/чёрной дыры.
2.5. Конечные стадии