Ядерна астрофізика

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Ядерна астрофізика — розділ астрономії, що вивчає роль процесів мікросвіту в космічних явищах.

Предмет ядерної астрофізики — ядерні процеси в зорях та інших космічних об'єктах, унаслідок яких виділяється енергія й утворюються хімічні елементи. Ці процеси охоплюють ядерні реакції та радіоактивний розпад нестійких ядер. Ядерні процеси, що відбуваються на ранніх, дозоряних стадіях еволюції Всесвіту, не є предметом дослідження ядерної астрофізики — їх вивчають у теорії космологічного нуклеосинтезу. Предметом дослідження ядерної астрофізики є також процеси випускання і поглинання нейтрино під час спалахів наднових, гравітаційного колапсу зір (під час утворення нейтронних зір і чорних дір). До ядерної астрофізики належать також нейтринна астрофізика та фізика космічних променів.

Ядерна астрофізика спирається на досягнення ядерної фізики та фізики елементарних частинок, використовує дані, одержані з вивчення спектрів різних космічних випромінювань, хімічного складу космічного проміння та метеоритів[1]. Ядерна астрофізика — основа теорії внутрішньої будови та еволюції зір; вона пояснює спостережувану різноманітність типів зір, механізми виділення енергії в них, походження і поширеність хімічних елементів, визначає вік небесних тіл ядерними методами[1]. Джерелами енергії зір є термоядерні реакції синтезу гелію і більш важких елементів з водню в умовах зоряних надр; ці реакції зумовлюють також еволюцію хімічного складу зір. Викиди речовини з небесних тіл збагачують важкими елементами міжзоряне середовище. Важкі ядра і частина гелію утворюються в зорях, але основна частина гелію синтезувалась, згідно з моделлю «гарячого Всесвіту», на ранній (дозоряній) стадії еволюції Всесвіту[1].

Досліджувані процеси[ред.ред. код]

Головними процесами, на засадах використання яких побудовано всі сучасні теорії формування, будови та еволюції зір, спалахів наднових, утворення хімічних елементів, є такі:

  • H-процес — перетворення водню у гелій під час реакцій водневого циклу і вулецево-азотного циклу; це джерело енергії для зір головної послідовності;
  • α-процес — сукупність гелієвих реакцій та реакцій ядер вуглецю і кисню в надрах зір-гігантів;
  • e-процес — утворення елементів групи заліза в ядрах зір на пізніх стадіях еволюції, при температурах близько 3•109 К (тобто перед спалахом наднової);
  • s-процес — повільний процес захоплення нейтронів у ядрах зір без ядерного пального;
  • r-процес — швидкий процес захоплення нейтронів під час спалахів наднових;
  • p-процес — утворення обійдених ядер під час реакцій з участю протонів;
  • X-процес — утворення Li, Be, B у незрівноваженій плазмі у разі реакцій сколювання;
  • Нейтронізація ядер — перетворення сукупності ядер та високо енергійних електронів у нейтронну рідину;
  • Випускання нейтрино й антинейтрино у випадку гравітаційного колапсу;
  • Нейтринна ігнітація — запалювання термоядерних реакцій нейтринним випромінюванням у виродженій речовині зір під час колапсу їхніх вуглецево-кисневих ядер.

Серед надійно підтверджених астрономічними спостереженнями результатів лабораторних досліджень білою плямою є проблема сонячних нейтрино — наявні теорії їхнього утворення не в змозі пояснити значне розходження між очікуваною та одержаною зі спостережень інтенсивністю їхнього потоку біля Землі.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  1. а б в Українська радянська енциклопедія. В 12-ти томах / За ред. М. Бажана. — 2-ге вид. — К.: Гол. редакція УРЕ, 1974-1985.

Література[ред.ред. код]

  • (рос.) Бербидж Дж. Ядерная астрофизика. М., 1964.
  • (рос.) Франк-Каменецкий Д. А. Ядерная астрофизика. М., 1967.
  • (рос.) Физика космоса. Маленькая энциклопедия. М., 1976.