Om nuklear fusion, Stjerner

Nuklear fusion er livsnerven i stjerner, og en vigtig proces at forstå, hvordan universet fungerer. Processen er hvilke beføjelser vores egen sol, og derfor er roden kilden til al den energi på Jorden. For eksempel er vores fødevarer baseret på at spise planter eller spiser ting, der spiser planter, og planter bruger sollys til at lave mad. Desuden er stort set alt i vores kroppe lavet af elementer, som ikke ville eksistere uden kernefusion.

Hvordan virker Fusion Begin?

Fusion er en fase, der sker i løbet af stjernedannelse. Det begynder i den gravitationelle kollaps af en kæmpe molekylær sky. Disse skyer kan spænde flere dusin kubiske lysår af plads og indeholder store mængder stof. Som tyngdekraften kollapser skyen, det bryder op i mindre stykker, hver centreret omkring en koncentration af stof. Da disse koncentrationer øges masse, den tilsvarende gravitation og dermed hele processen accelererer, med sammenbruddet selv skaber varmeenergi. Til sidst, disse stykker kondensere under varme og tryk til gasformige kugler kaldet protostars. Hvis en protostjerne ikke koncentrere nok masse, det aldrig opnår den tryk og varme er nødvendig for kernefusion, og bliver en brun dværg. Den energi stiger fra fusion finder sted i midten opnår en tilstand af ligevægt med vægten af ​​stjernens stof, forhindrer yderligere kollaps selv i supertunge stjerner.

Stellar Fusion

De fleste af, hvad der gør en stjerne er hydrogen gas, sammen med nogle helium og en blanding af sporstoffer. Den enorme tryk og varme i Solens kerne er tilstrækkelig til at forårsage brint fusion. Hydrogen fusion crams to hydrogenatomer sammen, hvilket resulterer i skabelsen af ​​en helium atom, frie neutroner og megen energi. Det er den proces, der skaber al den energi, der frigives af Solen, herunder al den varme, synligt lys og UV-stråler, som til sidst nå Jorden. Hydrogen er ikke det eneste element, der kan fusioneres på denne måde, men tungere elementer kræver successivt større mængder af tryk og varme.

Løbe tør for brint

Til sidst stjerner begynder at løbe ud af brint, der giver den grundlæggende og mest effektive brændstof til kernefusion. Når dette sker, er det stigende energi, der opretholde ligevægten forhindre yderligere kondensering af stjernen sprutter ud, hvilket medfører en ny fase af stjernernes sammenbrud. Når sammenbruddet sætter tilstrækkeligt, større pres på kernen, en ny runde af fusion er muligt denne gang brænder den tungere del af helium. Stjerner med en masse på mindre end halvdelen af ​​vores egen Sol mangler midlerne til at sammensmelte helium, og bliver røde dværge.

Igangværende Fusion: mellemstore Stjerner

Når en stjerne begynder at fusionere helium i kernen, energiudbyttet stigninger over den for hydrogen. Denne større output skubber de ydre lag af stjernen yderligere ud, øge dens størrelse. Ironisk nok er disse ydre lag nu langt nok fra hvor fusionen finder sted til at køle af lidt, dreje dem fra gul til rød. Disse stjerner bliver røde giganter. Helium fusion er forholdsvis ustabil, og svingninger i temperatur kan forårsage svingningerne. Det skaber carbon og oxygen som biprodukter. Disse pulsationer har potentiale til at blæse de ydre lag af stjernen i en nova eksplosion. En nova kan igen skabe en planetarisk tåge. Den resterende stjernernes kerne vil gradvist afkøles og danne en hvid dværg. Dette er den sandsynlige ende for vores egen Sun.

Igangværende Fusion: store stjerner

Større stjerner har mere masse, hvilket betyder, at når helium er opbrugt, kan de få en ny runde af sammenbrud og producere presset til at starte en ny runde af fusion, der skaber endnu tungere grundstoffer. Dette kan potentielt gå indtil jern er nået. Jern er det element, der skiller elementer, som kan producere energi i fusion fra dem, der absorberer energi i fusion: jern absorberer lidt energi i dets oprettelse. Nu fusion er dræning, snarere end at skabe energi, selv om processen er ujævn (jern fusion vil ikke gå på universelle i kernen). Den samme fusion ustabile supertunge stjerner kan få dem skubbe deres ydre skaller på en måde svarende til almindelige stjerner, med det resultat at blive kaldt en supernova.

Stardust

En vigtig overvejelse i stjernernes mekanik er, at alt stof i universet tungere end brint er resultatet af kernefusion. Virkelig kan kun oprettes tunge elementer, såsom guld, bly eller uran, gennem supernovaeksplosioner. , Alle de stoffer, vi er derfor kender på Jorden, er forbindelser bygget ud af resterne af nogle tidligere stjernernes død.