چه واکنشهایی در ستارگان داغ تر از خورشید سبب تولید گرما و انرژی میکنند ؟ - چرخه CNO در ستارگان

اگر شما با دقت به آسمان نگاه کنید، حتی بدون تلسکوپ یا دوربین دو چشمی، خواهید دید که رنگ ستارگان تقریبا قرمز، زرد و یا  آبی است. برای مثال، ستاره بیتلجوز (Betelgeuse) در صورت فلکی شکارچی یا جبار، قرمز رنگ به نظر می رسد. ستاره پولوکس (Pollux)، مانند خورشید، زرد رنگ است و ستاره ریگل، تقریبا آبی به نظر می آید.

همانطور که میدانید در ستارگانی مثل خورشید واکنشهای همجوشی و تبدیل چهار هسته اتم هیدروژن و تبدیل شدن به یک هسته اتم هلیوم باعث تولید گرما و انرژی میشود اما دانشمندان معتقدند علاوه بر این واکنشهای دیگری هم در ستارگان داغ تر از خورشید رخ میدهد بدین صورت که

ابتدا یک اتم هیدروژن معمولی با یک اتم ¹²C ترکیب می‌شود (همجوشی) و یک اتم ¹³N به همراه یک واحد پرتو گاما را آزاد می کند. بعد این اتم با یک واپاشی به یک اتم ¹³C به علاوه یک پوزیترون و یک نوترینو تبدیل می‌شود. بعد این ¹³C دوباره با یک اتم هیدروژن ترکیب می‌شود و ¹⁴N و یک واحد گاما حاصل می‌شود.

دوباره در اثر ترکیب این نیتروژن با یک هیدروژن معمولی اتم ¹⁵O و یک واحد گاما تولید می‌شود و ¹²C واپاشی کرده و ¹⁵N به علاوه یک پوزیترون و یک نوترینو را بوجود می‌آورد. و دست آخر با ترکیب ¹⁵N با یک هیدروژن معمولی ¹²C به علاوه یک اتم هلیوم بدست می‌آید. 


دیدید که در این چرخه ¹²C نه مصرف شد و نه بوجود آمد، بلکه فقط نقش کاتالیزگر را داشت. این واکنشها به ترتیب و پشت سر هم انجام می‌شوند. و واکنش اصلی همان تبدیل چهار اتم هیدروژن به یک اتم هلیوم است. مزیت چرخه کربن این است که سرعت کار را خیلی بالا می‌برد. ولی اشکالی که دارد این است که در دمای حد اقل20 ضرب در ده به توان 6 شروع می‌شود. بنابراین احتمال زیادی می‌رود که در ستاره‌های بزرگتر چرخه کربن باعث تولید انرژی می‌شود.

چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از یک واکنش هسته‌ای است. این چرخه زنجیره‌ای است مشتمل بر 6 واکنش همجوش هسته‌ای که ستارگان توسط آن انرژی تولید می‌کنند. عناصر کربن، نیتروژن و اکسیژن همگی در مراحل مختلف زنجیره واکنش‌ها سهمیند.

چرخه کربن – نیتروژن مهمترین منبع تولید انرژی در ستارگان داغ، غول پیکر سفید مایل به آبی و سفید است.