Teleskop sa filterom za direktno posmatranje Sunca

Više od 100000 ljudi posmatralo pomračenje Sunca sa PMF-a u Nišu

Delimično pomračenje Sunca koje je 20. marta moglo da se posmatra iz naših krajeva privuklo je veliku pažnju javnosti. Astronomsko društvo “Alfa” i Departman za fiziku Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu ...

Pomracenje - live najava

Pomračenje Sunca - direktan prenos iz Niša

Direktan prenos delimičnog pomračenja Sunca sa krova Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu. Sutra, 20. marta, od 9:40h. Izvinjavamo se zbog problema sa tonom tokom večerašnjeg prenosa predavanja. Nadamo se da će tehnika ...

Totalno pomračenje Sunca

Totalno pomračenje Sunca - 20. mart 2015. godine

Još nekoliko dana deli nas od prolećne ravnodnevice i početka proleća, ali ove godine početak proleće biće praćen sa nekoliko zanimljivih astronomskih pojava. Ovogodišnja prolećna ravnodnevnica nastupiće u petak, 20. marta. Istog dana imaćemo ...

solar-eclipse-ft

Pomračenje Sunca (20. mart 2015) u Nišu

U četvrtak 19. marta 2015. godine od 19 časova Astronomsko društvo “Alfa” iz Niša, u saradnji sa Prirodno-matematičkim fakultetom u Nišu, organizuje veče astronomije posvećeno predstojećem pomračenju Sunca. U prvom delu ...

pi-day004

Dan broja Pi!

Ako ne znate šta je broj Pi, ili kako se najčešće piše, danas je pravi dan da to saznate, a ako već znate onda je danas najbolji dan da ...

more-than-a-picture

Međunarodni dan žena - 8. mart

Međunarodni dan žena koji se obeležava 8. marta svake godine predstavlja praznik kojim se slave ekonomska, politička i društvena dostignuća pripadnica ženskog pola. Razlog zbog koga se ženska prava ističu ...

Home > Zvezde > Izvori zvezdane energije

Izvori zvezdane energije

September 9th, 2010
Proton-protonski ciklus

Proton-protonski ciklus

Izvori zvezdane energije su bili nepoznati sve do skoro polovine XX veka. Teorijskim otkrićem fuzije jezgara lakih elemenata problem izvora zvezdane energije je bio rešen. Danas se smatra da su od svih poznatih izvora energije samo:

  • gravitaciono sažimanje i
  • termonuklearne reakcije

u stanju da obezbede energiju neophodnu za dug život zvezde.

Gravitaciono sažimanje

U toku sporog sažimanje (sporost znači da se uslov hidrostatičke ravnoteže može smatrati zadvoljenim) jedna polovina oslobođene gravitacione potencijalne energije se pretvori u termalnu energiju dok se druga polovina izrači. U XIX veku Kelvin i Helmholc su smatrali da je gravitaciono sažimanje izvor sunčeve energije. Gravitaciono sažimanje ima značajnu ulogu u nekim fazama zvezdane evolucije, ali nije u stanju da obezbedi dovoljnu količinu energije za ceo život zvezde. Tokom procesa sažimanja povećava se gustina i zagreva materija u zvezdanoj unutrašnjosti, dok temperatura ne dostigne 107, neophodnih za početak termonuklearnih reakcija – osnovnog izvora zvezdane energije.

Termonuklearne reakcije

Sa razvojem nuklearne fizike ustanovljena je mogućnost fuzije lakih atomskih jezgara u teža, pri čemu dolazi do oslobađanja nuklearne energije prema Ajnštajnovoj relaciji E = \Delta mc2. Da bi došlo do spajanja dva atomska jezgra energija potrebna da se savlada njihova odbojna kulonova sila mora biti:

E > Z_1 \cdot Z_2 \cdot \frac {e<2} {\rho}

(Z – broj protona u jezgru , e – naelektrisanje elektrona, \rho – radijus atmoskog jezgra)

Kako je za savladavanje kulonovske barijere neophodna velika kinetička energija slobodnih jezgara, a u unutrašnjosti zvezda to znači veoma visoka temperatura. Termonuklearne reakcije se javljaju tek u kasnijoj fazi formiranja zvezde kada se sažimanjem u njenom jezgru ostvare povoljni uslovi. Visoke temperature obezbeđuju velike relativne brzine jezgara, a velika gustina veću verovatnoću da se jezgra nađu na manjem međusobnom rastojanju. Iako najveći broj protona nema potrebnu energiju za fuziju, izvestan broj protona ima znatno veću energiju pri istoj temperaturi što obezbeđuje termonuklearnu fuziju.

S obzirom da je vodonik najzastupljeniji element na zvezdama, moguće mehanizme njihove fuzije u helijum predložili su Vajceker i Bete. Prema njihovoj teoriji četiri jezgra vodonika stvaraju jezgro helijuma a razlika u masi se transformiše u energiju koja se izračuje. Najvećim delom γ zračenjem, manjim delom napušta zvezdu u obliku neutrina a ostatak ide na kinetičku energiju proizbedenih čestica. Razvojem teorije i eksperimenata predložene su brojne mogućnosti za reakcije i težih jezgara. Danas je teorija termonuklearne hemijskih elemenata u unutrašnjosti zvezde opšte prihvaćena.

Kada se skoro sav vodonik u zvezdanom jezgru istroši nema više ravnoteže između pritiska gasa i zračenja, sa jedne strane i gravitacione sile sa druge. Zbog toga dolazi do ponovnog gravitacionog sažimanja koje obezbeđuje povećanje temperature. Na znatno višim temperaturama od onih koje su od potrebne za sagorevanje vodonika, počinju reakcije sagorevanja helijuma u kojima dva helijumova jezgra (α čestice) daju nestabilno jezgro Be koje se, ukoliko za 10-16s ne sretne novo jezgro helijuma, raspada na prvobitne α čestice. U suprotnom, stvara se ugljenikovo jezgro uz oslobađanje ogromne energije. Ukoliko su temperature dovoljno visoke moguće je istovremena fuzija tri helijumova jezgra.

Uslovi neophodni za fuziju helijuma su temperature reda 108K i gustine veće nego za fuziju vodonika. Kod starih zvezda koje su istrošile vodonik u jezgru, unutrašnjost se gravitacionim sažimanjem sve više zagreva i postaje sve gušće. Tako se stvaraju uslovi za prodor α čestica u sve teža jezgra (ugljenika, kiseonika, neona itd.). Fuzijom težih jezgara oslobađa se manja energija po jedinici mase nego pri fuziji lakih jezgara. Takvi procesi obezbeđuju ravnotežu zvezde i sve kraće traju. Kada se kod starih zvezda istroši helijum u jezgru ostaje obilje C12 i O16, a takođe i drugih težih elemenata Si. Tada više nema zahvata helijmovih jezgara već dolazi do fuzije težih jezgara za šta su potrebne sve više temperature. Za fuziju C12 potrebna je temperatura T ≥ 7 x 108, za O16 T≈2 x 109K, a za fuziju Si28 u Fe56 T ≈ 5 x 109K. Ovako visoke temperature na račun sopstvenog sažimanja mogu da obezbede samo najmasivnije zvezde. Fuzija u zvezdi prestaje kada se u jezgru proizvedu elementi čiji je maseni broj A ≈ 56 (Fe, Co i Ni).

Series NavigationZvezda na glavnom nizuFaze posle glavnog niza
avatar

Autor: Velibor Velović

Rođen sam 1991. godine u Loznici, osnovnu školu i gimnaziju opšteg smera sam pohađao u Malom Zvorniku. Još od malena bio sam zainteresovan za astronomiju. Vremenom to interesovanje i fasciniranost misterijom univerzuma je raslo kao i dan danas, želja za novim saznanjima i iskustvima. Vođen snovima iz detinjstva upisao sam astrofiziku na PMF-u u Beogradu.

Categories: Zvezde

Najnoviji tekstovi

Više od 100000 ljudi posmatralo pomračenje Sunca sa PMF-a u Nišu

Milan Milošević 27.03.2015
Teleskop sa filterom za direktno
posmatranje Sunca Delimično pomračenje Sunca koje je 20. marta moglo da se posmatra iz naših krajeva privuklo je veliku pažnju javnosti. Astronomsko društvo

Predavanje "Astrofizika Sunca"

Milan Milošević 26.03.2015
fizika-sunca Prezentacija sa predavanja o Suncu, održanog 25. marta 2015. godine na Seminaru fizike u Petnici. Slično predavanje održano je 19. marta na

Nauk nije bauk 7

Svet nauke 24.03.2015
nnb7 Gimnazija „Svetozar Marković“ i ove godine, sedmi put zaredom organizuje festival „Nauk nije bauk“! Festival će biti održan na Elektron
  1. September 16th, 2010 at 22:38 | #1

    Odlican tekst , samo tako nastavi.
    Sa velikim zadovoljstvom citam svaki novi clanak na vasem sajtu.
    Zelim vam puno uspeha u daljem radu :)

  2. avatar
    Adri
    May 9th, 2011 at 20:58 | #2

    Zna li neko gde ima da se nadje nesto o “vajcekerovoj formuli”(model kapi) ..nuklearna fizika?

  1. No trackbacks yet.

Mišljenja iznešena u komentarima su privatno mišljenje autora komentara i ne odražavaju stavove urednika sajta Svet nauke. Komentari koji sadrže psovke, uvredljive, vulgarne, preteće, rasističke ili šovinističke poruke neće biti objavljeni. Prilikom pisanja komentara pridržavajte se pravopisnih pravila. Urednik sajta ima pravo da ne odobri komentare za koje smatra da ne doprinose normalnoj komunikaciji između čitalaca ovog sajta.