اعتقد علماء الفلك القدماء أن الشمس كانت كرة من النار ، لكن علماء الفلك يعرفون الآن أن الاندماج النووي في قلب النجوم يسمح لهم بإخراج الكثير من الطاقة. دعونا نلقي نظرة على الظروف اللازمة لخلق اندماج نووي في النجوم وبعض الأطفال المختلفين الذين يمكن أن يستمروا.
جوهر النجم هو بيئة شديدة. الضغوط هائلة ، ويمكن أن تكون درجات الحرارة أكبر من 15 مليون كلفن. لكن هذا هو نوع الظروف التي تحتاجها لكي يحدث الاندماج النووي. بمجرد الوصول إلى هذه الشروط في قلب النجم ، يحول الاندماج النووي ذرات الهيدروجين إلى ذرات الهيليوم من خلال عملية متعددة المراحل.
لإكمال هذه العملية ، يتم دمج ذرتي هيدروجين معًا في ذرة ديوتريوم. يمكن بعد ذلك دمج ذرة الديوتريوم مع هيدروجين آخر لتشكيل نظائر خفيفة من الهيليوم - 3هو. وأخيرًا ، يمكن دمج اثنتين من نوى الهيليوم -3 معًا لتكوين ذرة الهيليوم -4. هذا التفاعل كله هو طارد للحرارة ، وبالتالي يطلق كمية هائلة من الطاقة في شكل أشعة غاما. يجب أن تقوم أشعة جاما هذه بالرحلة البطيئة الطويلة عبر النجم ، ويتم امتصاصها ثم إعادة بثها من الذرة إلى الذرة. هذا يقلل طاقة أشعة جاما إلى الطيف المرئي الذي نراه يتدفق من سطح النجوم.
تُعرف دورة الاندماج هذه بسلسلة بروتون-بروتون ، وهي التفاعل الذي يحدث في النجوم مع كتلة شمسنا. إذا كانت النجوم تحتوي على أكثر من 1.5 كتلة شمسية ، فإنها تستخدم عملية مختلفة تسمى دورة CNO (الكربون - النيتروجين - الأكسجين). في هذه العملية ، تندمج أربعة بروتونات باستخدام الكربون والنيتروجين والأكسجين كمحفزات.
يمكن أن تنبعث النجوم من الطاقة طالما أن وقود الهيدروجين في نواتها. بمجرد نفاد هذا الهيدروجين ، تتوقف تفاعلات الاندماج ويبدأ النجم بالانكماش والتبريد. ستتحول بعض النجوم إلى أقزام بيضاء ، بينما ستتمكن النجوم الضخمة من مواصلة عملية الاندماج باستخدام الهيليوم وحتى العناصر الأثقل.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول النجوم هنا في مجلة الفضاء. إليك مقال عن نجم أغلق تفاعلاته الاندماجية مؤخرًا ، وإليك نجم أعاد إشعال تفاعلاته الاندماجية.
إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول النجوم ، فراجع إصدارات Hubblesite الإخبارية عن النجوم ، وإليك الصفحة الرئيسية للنجوم والمجرات.
لقد سجلنا عدة حلقات من علم الفلك حول النجوم. إليك نوعان قد تجدهما مفيدًا: الحلقة 12: من أين تأتي نجوم الأطفال ، والحلقة 13: أين تذهب النجوم عندما تموت؟
المراجع:
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/
