星の核融合について

核融合は星の生命線であり、宇宙の仕組みを理解する上で重要なプロセスです。 このプロセスは私たち自身の太陽に動力を与えるものであり、したがって地球上のすべてのエネルギーの根源です。 たとえば、私たちの食べ物は植物を食べることや植物を食べるものを食べることに基づいており、植物は日光を使って食べ物を作ります。 さらに、私たちの体のほとんどすべては、核融合なしでは存在し得ない要素から作られています。

核融合は、星形成中に起こる段階です。 これは、巨大な分子雲の重力崩壊から始まります。 これらの雲は、数十立方光年の空間にまたがり、大量の物質を含む可能性があります。 重力が雲を崩壊させると、それは小さな断片に分裂し、それぞれが物質の集中を中心にしています。 これらの濃度の質量が増加すると、対応する重力が加速し、それによってプロセス全体が加速し、崩壊自体が熱エネルギーを生み出します。 最終的に、これらの破片は熱と圧力の下で原始星と呼ばれるガス状の球に凝縮します。 原始星が十分な質量を集中しない場合、核融合に必要な圧力と熱を達成することはできず、褐色矮星になります。 中心で起こっている核融合から上昇するエネルギーは、星の物質の重さと平衡状態を達成し、超大質量星でさえそれ以上の崩壊を防ぎます。

星を構成するもののほとんどは、いくつかのヘリウムと微量元素の混合物とともに、水素ガスです。 太陽核の巨大な圧力と熱は、水素核融合を引き起こすのに十分です。 水素核融合は2つの水素原子を詰め込み、1つのヘリウム原子、自由中性子、および大量のエネルギーを生成します。 これは、最終的に地球に到達するすべての熱、可視光線、紫外線を含む、太陽から放出されるすべてのエネルギーを生成するプロセスです。 この方法で融合できる元素は水素だけではありませんが、重い元素は連続してより多くの圧力と熱を必要とします。

最終的に、星は核融合のための基本的で最も効率的な燃料を提供する水素を使い果たし始めます。 これが起こるとき、平衡を維持していた上昇するエネルギーは、星のさらなる凝縮が飛び散るのを防ぎ、恒星崩壊の新しい段階を引き起こしました。 崩壊によってコアに十分な圧力がかかると、新しい核融合が可能になり、今度はヘリウムのより重い元素が燃焼します。 私たち自身の太陽の半分以下の質量を持つ星は、ヘリウムを融合するための手段を欠いており、赤色矮星になります。

星がコアでヘリウムを融合し始めると、エネルギー出力は水素の出力よりも増加します。 このより大きな出力は、星の外層をさらに押し出し、そのサイズを大きくします。 皮肉なことに、これらの外層は、融合が行われている場所から少し離れて、黄色から赤に変わります。 これらの星は赤色巨星になります。 ヘリウム核融合は比較的不安定で、温度の変動が脈動を引き起こす可能性があります。 副産物として炭素と酸素を生成します。 これらの脈動は、新星の爆発で星の外層を吹き飛ばす可能性があります。 新星は次に惑星状星雲を作ることができます。 残りの恒星の核は徐々に冷えて白色矮星を形成します。 これは私たち自身の太陽の終わりの可能性があります。

大きな星はより多くの質量を持っています。つまり、ヘリウムが使い果たされると、新しい星を持つことができます。 崩壊のラウンドと融合の新しいラウンドを開始する圧力を生成し、さらに重いを作成します 要素。 これは、鉄に到達するまで続く可能性があります。 鉄は、核融合でエネルギーを生成できる元素と、核融合でエネルギーを吸収する元素を分ける元素です。鉄は、その生成時にわずかなエネルギーを吸収します。 現在、核融合はエネルギーを生み出すのではなく、排出されていますが、プロセスは不均一です（鉄の核融合はコアで普遍的に行われることはありません）。 超大質量星の同じ核融合不安定性は、それらが通常の星と同様の方法でそれらの外殻を放出する原因となる可能性があり、その結果は超新星と呼ばれます。

恒星力学における重要な考慮事項は、水素より重い宇宙のすべての物質が核融合の結果であるということです。 金、鉛、ウランなどの真に重い元素は、超新星爆発によってのみ生成されます。 したがって、私たちが地球上でよく知っているすべての物質は、過去の恒星の崩壊の残骸から構築された化合物です。