Çekirdek, merkezde 265 milyar bar olarak tahmin edilen bir
basınçta sıcak, yoğun plazmadan (iyonlar ve elektronlar) yapılmıştır. Füzyon
nedeniyle, solar plazmanın bileşimi kütlece dış çekirdekte %68-70 hidrojenden,
çekirdek/Güneş merkezinde %34 hidrojene düşer.
Solar yarıçapın 0.20 içindeki çekirdek, Güneş'in kütlesinin %34'ünü,
ancak Güneş'in hacminin sadece %0.8'ini içerir. 0.24 solar yarıçapın içinde, Güneş'in
füzyon gücünün %99'unu üreten çekirdek bulunur. Dört hidrojen çekirdeğinin bir
helyum çekirdeğiyle sonuçlanabileceği iki farklı reaksiyon vardır: Güneş'in
salınan enerjisinin çoğundan sorumlu olan proton-proton zincir reaksiyonu ve
CNO (karbon-azot-oksijen) döngüsü.
Yaklaşık 3.7×1038 proton (hidrojen çekirdeği)
veya kabaca 600 milyon ton hidrojen, saniyede 3.86×1026 joule enerji
açığa çıkaran helyum çekirdeğine dönüştürülür. Çekirdek, Güneş ısısının
neredeyse tamamını füzyon yoluyla üretir; yıldızın geri kalanı, çekirdekten
dışarıya ısı transferi ile ısıtılır.
Çekirdek Füzyonu
(çekirdek kaynaşması) iki hafif elementin nükleer reaksiyonlar sonucu
birleşerek daha ağır bir element oluşturmasıdır. Çekirdek tepkimesi olarak da
bilinen bu reaksiyonun sonucunda çok büyük miktarda enerji açığa çıkar.
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.
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.
8 Ağustos 2020
GERİ
(güneş)
GERİ
(iç yapı)
