Ядро нашей звезды представляет собой огромное ядерное пекло, температура и давление которого создают условия для ядерных реакций синтеза, т.е. ядра водорода, протоны, вступают в реакцию, в результате образуются ядра гелия. В ходе ядерных реакций, в этом их отличие от химических, одни элементы трансформируются в другие (своего рода современный «философский камень»), при этом происходит выброс огромного количества энергии. Благодаря этому Солнце так же, как и другие звезды, существует миллионы или миллиарды лет.



Строение атомов

В центре атома находится ядро. В него входит определенное количество протонов, положительно заряженных частиц, и нейтронов - нейтральных элементарных частиц. Вокруг ядра движутся электроны (отрицательно заряженные), их количество равно числу протонов в ядре. Именно количество протонов определяет тип атома. Например, водород (наиболее простой элемент) имеет один протон, кислород - 8, железо - 26, золото - 79 и т.д. Существуют 92 различных элемента, химики классифицируют их по «Периодической таблице элементов». Все, что нас окружает (планеты, звезды, мебель в нашем доме, мы сами), состоит из различных пропорций и комбинаций элементов. Химические элементы могут существовать и в чистом виде (водород, кислород, углерод, железо), и, сочетаясь, в более или менее сложных субстанциях (вода, растения, пластик, тело человека).

Столкновение двух ядер

Самая простая ядерная реакция, происходящая на Солнце, заключается в следующем: комбинируются два ядра водорода, т.е. два протона: это так называемая реакция протон-протон, она происходит при температуре в 10-20 миллионов градусов (при подобной температуре атомы ионизируются, т.е. лишаются своих электронов, поэтому корректнее говорить не об атомах, а о ядрах). В ходе этой реакции два протона смешиваются и образуют новое ядро - ядро дейтерия - кроме позитрона (т.е. по­ложительно заряженного электрона) и нейтрино, стабильной незаряженной элементарной частицы. Дейтерий - это тяжелый водород, его ядро включает не только протон, но и нейтрон.

Ядро дейтерия вступает в реакцию с другим протоном, в результате образуется ядро гелия-3, нестабильный изотоп гелия. Затем два ядра гелия-3 вступают в реакцию, образуя ядро гелия-4 (стабильное) и два протона. Все готово для новой реакции.

Важно подчеркнуть, что в результате этой реакции высвобождается огромное количество энергии. При формировании каждого ядра гелия образуется 600 миллиардов калорий. Этого достаточно для того, чтобы растопить 8000 тонн льда, то есть «кубик» льда, одна сторона которого составляет 20 метров! В результате подобного типа реакций, происходящих на Солнце, каждую секунду высвобождаются миллиарды калорий энергии.

Углеродный цикл

Можно подучив» гелий, из ядер водорода и другим способом. Речь идет о целой, серии более сложных реакций, о так называемом углеродном цикле. Эти реакции проис­ходят при более высоких температуре по сравнению с реакциями протон-протон.

Кроме того, они типичны для более крупных по сравнению с Солнцем звезд. Для того, чтобы углеродный цикл состоялся, необходимо и наличие других химических элементов - кроме углерода .Они выполняют роль катализатора. И все же небольшая часть энергии на Солнце генерируется и углеродным циклом. Суть реакции та же - ядро гелия-4 образуется из обычных протонов, при этом образуется огромное количество энергии.

Реакции этого типа происходят на огромных по величине звездах, в них участвуют и другие, более тяжелые по сравнению с углеродом элементы - кислород, сера, хлор и так далее до железа, оно является двадцать шестым элементом периодической системы. Следующие элементы не годятся для подобного типа реакций, так как для получения ядер, более тяжелых по сравнению с железом, необходима энергия. То есть речь должна идти об эндотермических реакциях, при которых энергия поглощается из окружающей среды, в отличие от вышеперечисленных реакций, которые являются изотермическими (при них энергия высвобождается).

Дети звезд

В ходе термоядерных реакций в ядрах образуются новые химические элементы начиная с самых простых - водорода, к примеру. Образование в природе Земли различных элементов можно объяснить последствиями этих реакций.

Выводы действительно интересные: следы любых химических элементов, кроме водорода и гелия, ведут в прошлое, когда та или иная звезда гигантским взрывом возвещала о конце своего существования. Сверхновые звезды, например, выбрасывали химические элементы в межзвездное пространство во время вспышки. Таким образом они умирали.

Позже из миллиардов атомов, а также межзвездных газа и пыли образовались туманности. Именно они - прародители нашей Солнечной системы и всего, входящего в ее состав, — включая нашу планету и наше тело. Вот почему можно сказать, что мы — дети звезд.