Úvod

Hlavní otázkou fyziky hvězd je, proč hvězdy září? Jak dlouho zářily a jak dlouho budou zářit? Jaké procesy jsou schopny produkovat takové obrovské množství energie, díky níž hvězdy září?

Zdroje energie: Jaderné reakce

Jaké jsou procesy, které vytvářejí záření hvězd? Elementární výpočty ukazují, že zdroj energie (chemická oxidace nebo spalování) je jako zdroj energie ve hvězdách nedostatečný. I kdyby celé Slunce bylo tvořeno uhlíkem a stejně velkým množstvím kyslíku na udržení jeho hoření, Slunce by časem zcela vyhořelo a za několik tisíc let by se z něj stal popel. Dalším zdrojem energie by mohla být gravitační kontrakce (smrštění). Když se hmotné těleso smršťuje pod vlivem gravitace, jeho vnější části doslova padají do středu a energie padající hmoty se proměňuje na teplo. Výpočty ukazují, že by smrštěním z téměř nekonečně velkého tělesa na jeho současnou velikost mohlo Slunce svou současnou energií zářit méně než 50 milionů let.

Silným zdrojem energie je jaderná energie. Již Einstein prokázal, že hmota a energie jsou spojeny jednoduchým vzorcem:

E = mc²,

kde E je energie hmoty o hmotnosti m a c je rychlost světla.

Termonukleární reakce

Jaké jsou procesy, které probíhají ve hvězdách? Jedná se o termonukleární reakce. Při slučování jader prvků ve hvězdách vznikají těžší prvky a uvolňuje se obrovské množství energie. V roce 1920 Arthur Eddington jako první vyslovil hypotézu, že hvězdy získávají svou energii z termonukleárních reakcí, při kterých se z vodíku stává helium. V roce 1939 Hans Bethe také analyzoval možné jaderné reakce, při kterých se vodík přeměňuje na helium. Navrhl dva procesy, které podle jeho názoru mohou produkovat potřebnou energii v jádrech hvězd: proton-protonový cyklus (nazývaný také p-p cyklus) a uhlík-dusík-kyslíkový cyklus (nazývaný také CNO cyklus).

Tyto procesy jsou hlavním zdrojem energie hvězd. Na teplotě v jádrech hvězd přitom závisí, který cyklus je u dané hvězdy více zastoupen.

Tréninkový program

Prezentace