Alte Astronomen dachten, die Sonne sei ein Feuerball, aber jetzt wissen Astronomen, dass die Kernfusion im Kern der Sterne stattfindet, die es ihnen ermöglicht, so viel Energie abzugeben. Werfen wir einen Blick auf die Bedingungen, die erforderlich sind, um eine Kernfusion in Sternen und einige der verschiedenen Fusionskinder zu erzeugen, die weitergehen können.
Der Kern eines Sterns ist eine intensive Umgebung. Der Druck ist enorm und die Temperaturen können über 15 Millionen Kelvin liegen. Aber dies sind die Bedingungen, die Sie für die Kernfusion benötigen. Sobald diese Bedingungen im Kern eines Sterns erreicht sind, wandelt die Kernfusion Wasserstoffatome durch einen mehrstufigen Prozess in Heliumatome um.
Um diesen Prozess abzuschließen, werden zwei Wasserstoffatome zu einem Deuteriumatom zusammengeführt. Dieses Deuteriumatom kann dann mit einem anderen Wasserstoff zu einem leichten Heliumisotop verschmolzen werden - 3Er. Schließlich können zwei der Helium-3-Kerne zu einem Helium-4-Atom zusammengeführt werden. Diese ganze Reaktion ist exotherm und setzt daher eine enorme Menge an Energie in Form von Gammastrahlen frei. Diese Gammastrahlen müssen die lange, langsame Reise durch den Stern machen, absorbiert und dann von Atom zu Atom wieder emittiert werden. Dies bringt die Energie der Gammastrahlen auf das sichtbare Spektrum, das wir von der Oberfläche der Sterne strömen sehen.
Dieser Fusionszyklus ist als Proton-Proton-Kette bekannt und es ist die Reaktion, die in Sternen mit der Masse unserer Sonne stattfindet. Wenn Sterne mehr als 1,5 Sonnenmassen haben, verwenden sie einen anderen Prozess, den CNO-Zyklus (Kohlenstoff-Stickstoff-Sauerstoff). Bei diesem Prozess verschmelzen vier Protonen unter Verwendung von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff als Katalysatoren.
Sterne können Energie abgeben, solange sie Wasserstoff in ihrem Kern haben. Sobald dieser Wasserstoff ausgeht, werden die Fusionsreaktionen abgeschaltet und der Stern beginnt zu schrumpfen und abzukühlen. Einige Sterne verwandeln sich einfach in weiße Zwerge, während massereichere Sterne den Fusionsprozess mit Helium und noch schwereren Elementen fortsetzen können.
Wir haben hier im Space Magazine viele Artikel über Stars geschrieben. Hier ist ein Artikel über einen Stern, der kürzlich seine Fusionsreaktionen abgeschaltet hat, und hier ist ein Stern, der seine Fusionsreaktionen wieder entzündet hat.
Wenn Sie weitere Informationen zu Sternen wünschen, lesen Sie die Hubblesite-Pressemitteilungen zu Sternen und hier die Homepage zu Sternen und Galaxien.
Wir haben mehrere Episoden von Astronomy Cast über Sterne aufgenommen. Hier sind zwei, die Sie vielleicht hilfreich finden: Episode 12: Woher kommen Baby-Stars und Episode 13: Wohin gehen Sterne, wenn sie sterben?
Verweise:
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/
