Syntéza ťažších prvkov

Čo sa stane, keď sa všetok vodík v jadre hviezdy zmení na hélium? Pre hviezdy s najmenšími hmotnosťami (približne 1/10 hmotnosti Slnka) je to koniec termonukleárnych reakcií. Pre hviezdy podobné Slnku hélium vytvára ich jadro, ale okolo neho existuje aj vodíková vrstva, v ktorej sú podmienky vhodné na uskutočnenie termonukleárnych reakcií; vytvára sa tu aj hélium, ktoré klesá do jadra hviezdy, a tým zvyšuje jeho hustotu a teplotu. Keď teplota dosiahne 100 000 000 K, podmienky vedú k začatiu héliových reakcií, pri ktorých sa z jadier hélia vytvárajú uhlíkové jadrá a pri vyšších teplotách sa vytvárajú kyslíkové jadrá. Pri hviezdach s menšou hmotnosťou (ako je Slnko a hviezdy s mierne väčšou hmotnosťou) toto je koniec termonukleárnych reakcií. Ale pri najmohutnejších a najhorúcejších hviezdach fúzne reakcie pokračujú, až kým sa ich jadro nestane jadrom úplne zo železa. Počas všetkých týchto reakcií sa oddeľuje energia, ktorá vytvára žiaru danej hviezdy, ale na oveľa kratšiu dobu ako vodíkové reakcie.

Tvorba prvkov ťažších ako železo (číslovaných 56) si však vyžaduje „absorpciu“ značnej energie počas prebiehajúcich reakcií. Preto môžu byť takéto prvky vytvárané len vtedy, keď dochádza k výbuchu Supernov.

Ako zhrnutie je možné uviesť, že hlavnými termonukleárnymi reakciami v  jadrách hviezd sú:

■ proces „spaľovania“ vodíka, ktorý v závislosti od teploty, je:

– p-p cyklus – je to ten najdôležitejší mechanizmus výroby energie pre hviezdy ako naše Slnko a hviezdy s menšou hmotnosťou, začína pri teplote T = 4 000 000 K,

– CNO cyklus – je účinný pri hmotnejších hviezdach, začína pri teplote T = 15 000 000 K, dominuje pri teplote T = 17 000 000 K,

■ „horenie“ hélia – uskutočňuje sa pri starších hviezdach,
■ syntéza ťažších prvkov a tvorba železa – platí pre najmasívnejšie hviezdy,
■ syntéza prvkov ťažších ako železo – pri výbuchu Supernov.

Doplnkové materiály:
1. Plagát ilustrujúci, odkiaľ pochádza energia Slnka.

2. Videá ilustrujúce, odkiaľ pochádza energia Slnka a ako sa uvoľňuje energia počas termonukleárnych reakcií, nájdete na týchto odkazoch: 

https://spaceplace.nasa.gov/sun-heat/en/ (stránka je vhodnejšia pre mladších žiakov) 

https://youtu.be/W1ZQ4JBv3-Y

https://youtu.be/Cb8NX3HiS4U