Гелиевая вспышка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Ге́лиевая вспы́шка — взрывоподобное начало горения гелия в тройном альфа-процессе (см. ниже) в вырожденных ядрах маломассивных (масса до ~2,25 солнечных) красных гигантов.

Зависимость давления вырожденного газа от температуры: гелиевая вспышка развивается на горизонтальном участке

При эволюции звёзд главной последовательности происходит выгорание водорода в недрах звезды. При этом образуется достаточно плотное гелиевое ядро, в котором уже не идут термоядерные реакции; равновесие, которое поддерживалось энерговыделением, нарушается и ядро звезды начинает сжиматься. При достижении достаточной плотности ядра происходит вырождение газа электронов плазмы и ядро перестаёт сжиматься.

Особенностью вырожденного газа является крайне слабая зависимость давления от температуры: в нерелятивистском случае давление . Ядро звезды окружено слоем водорода, в котором идёт его горение, температура ядра начинает повышаться практически без изменения плотности, пока не будут достигнуты сочетание температуры (~108 К) и плотности (~106 г/см3) для начала тройной гелиевой реакции:

4He + 4He = 8Be

8Be + 4He = 12C + 7,3 МэВ.

Зависимость энерговыделения от температуры в тройной гелиевой реакции чрезвычайно высока, так, для диапазона температур ~(1—2)·108 К энерговыделение  :

где  — парциальная концентрация гелия в ядре (в рассматриваемом случае «выгорания» водорода близка к единице).

При отсутствии вырождения повышение температуры привело бы к расширению ядра, снижению плотности и равновесной скорости термоядерной реакции, однако из-за вырождения температура растёт при почти постоянной плотности, что приводит к постоянному росту энерговыделения тройной гелиевой реакции в ядре — до тех пор, пока температура не возрастает до снятия вырождения при данной плотности.

Гелиевая вспышка развивается в течение единиц минут и светимость ядра в пике вспышки достигает 1010 солнечных. После снятия вырождения ядро быстро расширяется, и звезда на некоторое время (~104—105 лет) резко увеличивает свою светимость.

Ядерные процессы
Радиоактивный распад

Нуклеосинтез

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]