Yıldız çekirdek
bireşiminin bir parçası olarak, yıldızın kütlesine ve bileşimine bağlı olarak
yıldız çekirdeklerinde birkaç dizi farklı çekirdek tepkimesi yer alır. Kaynaşan
element çekirdeğinin net kütlesi tepkimeye giren kütlenin toplamından azdır. Kaybolan
bu kütle E=mc² kütle-enerji bağıntısına göre enerjiye çevrilir.
Hidrojen çekirdek
kaynaşma süreci sıcaklıktan etkilenir, çekirdek sıcaklığındaki orta derece bir
artış kaynaşma hızını önemli derecede artırır. Sonuç olarak ana dizi
yıldızlarının çekirdek sıcaklıkları küçük bir M-sınıfı yıldızda 4 milyon K ‘den,
büyük bir O-sınıfı yıldızdaki 40 milyon K’ ya kadar değişkenlik gösterir.
Proton-proton zincirleme tepkisine bakış
Güneşin 107 K’lik sıcaklıktaki çekirdeğinde
hidrojen proton-proton zincirleme tepkimesi ile helyuma dönüşür.
4 1H → 2 2H +
2 e+ + 2 ne (4.0
MeV + 1.0 MeV)
2 1H + 2 2H
→ 2 3He + 2 g (5.5
MeV)
2 3He → 4He +
2 1H (12.9 MeV)
-------------------------------------------------------------
4 1H → 4He
+ 2 e+ + 2 g + 2 ne (26.7 MeV)
e+ bir pozitron, g gama ışını foton , ne bir nötrinodur. 2H
ve 3He hidrojen ile helyumun izotoplarıdır. Bu tepkime sonucu
salınan güç oldukça küçüktür. Ancak devasa sayıda tepkimenin aynı anda oluşmasıyla
yıldızın ışın çıktısını sağlayacak kadar enerji üretilir.
Daha büyük yıldızlarda karbonun katalizör olduğu karbon-azot-oksijen
çevrimi ile helyum üretilir.
Karbon-azot-oksijen döngüsü
108 K’lik çekirdek sıcaklıklarına sahip olan ve
kütlesi 0.5 ile 10 güneş kütlesi arasında değişen daha gelişmiş yıldızlarda ara
öğe olarak berilyumu kullanan üçlü alfa süreci ile helyum
karbona dönüştürülebilir [(Üç alfa
süreci, üç helyum çekirdeğinin (alfa partikülleri) karbona çevirilme
sürecidir)].
4He + 4He
+ 92 keV → 8Be
4He + 8Be
+ 67 keV → 12C
12*C → 12C +
g + 7.4 MeV
-----------------------------------
3 4He → 12C
+ g + 7.2 MeV
Daha büyük yıldızlarda büzülen çekirdeklerde daha ağır
öğelerde Neon yanma süreci ve Oksijen yanma süreci ile
yakılabilir. Yıldız çekirdek bireşiminin son aşaması kararlı demir-56 izotopunu
üreten Silikon yanma sürecidir. Isı alan (endotermik) süreç haricinde
artık çekirdek kaynaşması olamayacağından daha fazla erke ancak kütleçekimsel
çöküş ile üretilebilir.
Aşağıdaki örnek 20 güneş kütlesine sahip bir yıldızın tüm
yakıtını tüketmesi için gereken zamanı gösterir. O-sınıfı bir ana dizi yıldızı
olarak 8 güneş yarıçapına ve Güneş’in parlaklığının 62.000 katına sahip
olacaktır.
Yakıt malzemesi
|
Sıcaklık
(milyon K)
|
Yoğunluk
(kg/cm³)
|
Yanma süresi ?
|
H
|
37
|
0.0045
|
8.1 milyon yıl
|
He
|
188
|
0.97
|
1.2 milyon yıl
|
C
|
870
|
170
|
976 yıl
|
Ne
|
1,570
|
3,100
|
0.6 yıl
|
O
|
1,980
|
5,550
|
1.25 yıl
|
S/Si
|
3,340
|
33,400
|
11.5 gün
|
17 Eylül 2019
GERİ (astrofizik)
GERİ
(yıldızlar)
