8-mavzu. Yulduzlarning ichki tuzilishi

Proton-protonli zanjir. Massasi Quyoshnikiga teng yoki undan kichikroq yulduzlarda energiya proton-protonli (pp) zanjirli reaksiya orqali ajraladi.

6.9 rasm. Proton-protonli zanjir. ppI reaksiyada to‘rtta proton bitta geliy yadrosiga, ikkita pozitron, ikkita neytron va nurlanishga aylanadilar. Ushbu reaksiyalarning nisbiy salmog‘i Quyosh sharoiti uchun keltirilgan. Bu turdagi reaksiyalar massasi 1,5 MϾ dan kichik bo‘lgan yulduzlarda muhim axamiyatga ega.

Har bir (6.38) reaksiya uchun (6.36) va (6.37) reaksiyalar ikki marta takrorlanadi. Reaksiyaning birinchi bosqichini laboratoriyalarda o‘lchash extimoli juda kichik. Quyoshning markazidagi mavjud bo‘lgan zichlik va haroratda ikkita proton to‘qnashib deytron hosil qilish vaqti o‘rtacha 10¹⁰ yilni tashkil etadi. Ushbu reaksiya sekin-astalik bilan o‘tishi tufayligina Quyosh shu paytgacha porlab turibdi. Agar bu reaksiya biroz jadalroq o‘tganda, Quyosh allaqachon yonib tugagan bo‘lardi. (6.36) reaksiyada hosil bo‘ladigan neytrino yulduzni bemalol tark etib, uzi bilan birga ajralayotgan energiyaning ma’lum ulushini olib ketishi mumkin. Pozitron e⁺ elektron bilan jadal kirishib ikkita gamma-kvantni hosil qilib yo‘qoladi.

Ikkinchi reaksiyada deytron va proton birlashib geliy izotopi ³He ni hosil qiladi, bu reaksiya avvalgiga qaraganda juda jadal kechadi. Shuning uchun yulduzlarda deytronlarning miqdori juda kichik.
pp zanjiridagi so‘nggi qadami uch xil ko‘rinishga kirishi mumkin. Yuqorida ko‘rsatib o‘tilgandek, ppI eng extimolli bo‘lishi mumkin. Quyoshda energiyaning 91% ni ppI zanjirida ishlab chiqariladi. Shuningdek, pp zanjirining ikkita qo‘shimcha tarmoqlarida ikkita ³He yadro ⁴He yadrolariga birlashish extimoli mavjud.
ppII: (6.38) ³He + ⁴He → ⁷Be + γ ,
(6.39) ⁷Be + e⁻ → ⁷Li + ν_e ,
(6.40) ⁷Li + ¹H → ⁴He + ⁴He ,
ppIII: (6.38) ³He + ⁴He → ⁷Be + γ ,
(6.39) ⁷Be + ¹H → ⁸B + γ ,
(6.40) ⁸B → ⁸Be + e⁺ + ν_e ,
(6.41) ⁸Be → ⁴He + ⁴He .

6.10 rasm. CNO siklda ^12S katalizatsiya qilinadi. Unda to‘rtta proton ishtirok etib, geliy yadrosiga, ikkita pozitron, ikkita neytrino va nurlanishga aylanadi. U massasi 1,5 MϾ dan kattaroq yulduzlarda asosiy energiya manbai deb hisoblanadi.

Uglerodli sikl (6.10- rasm). 20 million gradusdan pastroq haroratlarda energiya chiqarishning pp-zanjiri asosiy mexanizm bo‘lib qoladi. Massasi 1,5 M_Ͼ dan kattaroq yulduzlarga mos keluvchi yanada yuqoriroq haroratlarda uglerodli (CNO) sikl ustun kela boshlaydi, chunki uning sur’ati harorat oshishi bilan tezlashib boradi. Uglerodli (CNO) siklda kislorod va azot katalizator (tezlatkich) rolini o‘ynaydi. Reaksiya sikli quyidagi bosqichlaridan iborat:
(6.36) ¹²C + ¹H → ¹³N + γ ,
(6.37) ¹³N → ¹³C + e⁺ + ν_e ,
(6.38) ¹³C + ¹H → ¹⁴N + γ ,
(6.39) ¹⁴N + ¹H → ¹⁵O + γ ,
(6.40) ¹⁵O → ¹⁵N + γ+ ν_e ,
(6.41) ¹⁵N + 1H → ¹²C + ⁴He .
(6.39) reaksiya eng sekin kechuvchidir, shuning uchun u (CNO) siklning tezligini aniqlab beradi. 20 million gradusda (6.39) reaksiya uchun talab etiladigan vaqt million yilni tashkil etadi.
(CNO) siklda nurlanish ko‘rinishida ajraladigan energiya ulushi pp-zanjiridagiga nisbatan biroz kamroq, chunki energiyaning katta qismini neytrino olib ketadi.