Gli antichi astronomi pensavano che il Sole fosse una palla di fuoco, ma ora gli astronomi sanno che è la fusione nucleare in atto nel nucleo delle stelle che consente loro di produrre così tanta energia. Diamo un'occhiata alle condizioni necessarie per creare fusione nucleare nelle stelle e in alcuni dei diversi bambini della fusione che possono andare avanti.
Il nucleo di una stella è un ambiente intenso. Le pressioni sono enormi e le temperature possono essere superiori a 15 milioni di Kelvin. Ma questo è il tipo di condizioni necessarie per la fusione nucleare. Una volta raggiunte queste condizioni nel nucleo di una stella, la fusione nucleare converte gli atomi di idrogeno in atomi di elio attraverso un processo a più stadi.
Per completare questo processo, due atomi di idrogeno vengono uniti in un atomo di deuterio. Questo atomo di deuterio può quindi essere fuso con un altro idrogeno per formare un leggero isotopo di elio - 3Lui. Infine, due dei nuclei di elio-3 possono essere uniti per formare un atomo di elio-4. Tutta questa reazione è esotermica e quindi rilascia un'enorme quantità di energia sotto forma di raggi gamma. Questi raggi gamma devono compiere il lungo viaggio lento attraverso la stella, essere assorbiti e quindi riemessi da atomo a atomo. Questo riduce l'energia dei raggi gamma verso lo spettro visibile che vediamo fluire dalla superficie delle stelle.
Questo ciclo di fusione è noto come la catena protone-protone ed è la reazione che si verifica nelle stelle con la massa del nostro Sole. Se le stelle hanno più di 1,5 masse solari, usano un processo diverso chiamato ciclo CNO (carbonio-azoto-ossigeno). In questo processo, quattro protoni si fondono usando carbonio, azoto e ossigeno come catalizzatori.
Le stelle possono emettere energia purché abbiano idrogeno nel loro nucleo. Una volta esaurito questo idrogeno, le reazioni di fusione si arrestano e la stella inizia a restringersi e raffreddarsi. Alcune stelle si trasformeranno in nane bianche, mentre stelle più massicce saranno in grado di continuare il processo di fusione usando elio e persino elementi più pesanti.
Abbiamo scritto molti articoli sulle stelle qui su Space Magazine. Ecco un articolo su una stella che recentemente ha chiuso le sue reazioni di fusione, ed ecco una stella che ha riacceso le sue reazioni di fusione.
Se desideri ulteriori informazioni sulle stelle, dai un'occhiata ai comunicati stampa sulle stelle di Hubblesite, ed ecco la home page di stelle e galassie.
Abbiamo registrato diversi episodi di Cast di astronomia sulle stelle. Eccone due che potresti trovare utili: Episodio 12: Da dove vengono le stelle del bambino e Episodio 13: Dove vanno le stelle quando muoiono?
Riferimenti:
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/
