Los antiguos astrónomos pensaban que el Sol era una bola de fuego, pero ahora los astrónomos saben que es la fusión nuclear que ocurre en el núcleo de las estrellas lo que les permite producir tanta energía. Echemos un vistazo a las condiciones necesarias para crear una fusión nuclear en las estrellas y algunos de los diferentes elementos de fusión que pueden continuar.
El núcleo de una estrella es un ambiente intenso. Las presiones son enormes, y las temperaturas pueden ser superiores a 15 millones de Kelvin. Pero este es el tipo de condiciones que necesita para que tenga lugar la fusión nuclear. Una vez que se alcanzan estas condiciones en el núcleo de una estrella, la fusión nuclear convierte los átomos de hidrógeno en átomos de helio a través de un proceso de múltiples etapas.
Para completar este proceso, dos átomos de hidrógeno se fusionan en un átomo de deuterio. Este átomo de deuterio se puede fusionar con otro hidrógeno para formar un isótopo ligero de helio. 3Él. Finalmente, dos de los núcleos de helio-3 pueden fusionarse para formar un átomo de helio-4. Toda esta reacción es exotérmica, por lo que libera una tremenda cantidad de energía en forma de rayos gamma. Estos rayos gamma deben hacer el largo y lento viaje a través de la estrella, siendo absorbidos y luego reemitidos de átomo a átomo. Esto reduce la energía de los rayos gamma al espectro visible que vemos salir de la superficie de las estrellas.
Este ciclo de fusión se conoce como la cadena protón-protón, y es la reacción que ocurre en las estrellas con la masa de nuestro Sol. Si las estrellas tienen más de 1,5 masas solares, utilizan un proceso diferente llamado ciclo CNO (carbono-nitrógeno-oxígeno). En este proceso, cuatro protones se fusionan usando carbono, nitrógeno y oxígeno como catalizadores.
Las estrellas pueden emitir energía siempre que tengan combustible de hidrógeno en su núcleo. Una vez que este hidrógeno se agota, las reacciones de fusión se detienen y la estrella comienza a encogerse y enfriarse. Algunas estrellas simplemente se convertirán en enanas blancas, mientras que las estrellas más masivas podrán continuar el proceso de fusión utilizando helio e incluso elementos más pesados.
Hemos escrito muchos artículos sobre estrellas aquí en la revista Space. Aquí hay un artículo sobre una estrella que recientemente cerró sus reacciones de fusión, y aquí hay una estrella que volvió a encender sus reacciones de fusión.
Si desea obtener más información sobre las estrellas, consulte los Comunicados de prensa de Hubblesite sobre Estrellas, y aquí está la página de inicio de estrellas y galaxias.
Hemos grabado varios episodios de Astronomy Cast sobre estrellas. Aquí hay dos que pueden serle útiles: Episodio 12: ¿De dónde vienen las estrellas bebés? Y Episodio 13: ¿A dónde van las estrellas cuando mueren?
Referencias
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/
