Inne gwiazdy

Produkcja energii we wszystkich gwiazdach ciągu głównego (gwiazdy stabilne np. Słońce) odbywa się albo w procesie pp albo też w procesie CNO. Dla temperatur jądra gwiazdy równych 18*106 stopni oba te procesy dają w przybliżeniu taki sam wkład. W gwiazdach, których temperatura jądra jest niższa, przeważa cykl pp, zaś w gwiazdach o wyższej temperaturze cykl CNO. W cyklu CNO zasadniczą rolę odgrywają jądra C126, które stanowią katalizator tej reakcji. Jej przebieg jest następujący:

Cykl CNO

Jak widać, w reakcji uwalniane są dwa neutrina – przy rozpadach N137 i O158. Aby cykl CNO mógł zajść, w gwieździe musi być pewna ilość jąder węgla. Jednak wymagana ilość jest tak mała, że warunek ten praktycznie zawsze jest spełniony. Cykl CNO tylko w pierwszym przybliżeniu wygląda tak prosto. Dokładniejsze analizy wykazały, że istnieje, podobnie jak to było dla cyklu pp, mnóstwo odgałęzień i dróg, które prowadzą do produkcji innych pierwiastków i kolejnych neutrin. Rysunek przedstawia tzw. „kwadrycykl CNO”.

Cykl CNO - bardziej pełny

Do tej pory rozpatrywaliśmy gwiazdy ciągu głównego. Teraz omówimy pokrótce gwiazdy będące w dalszych stadiach swojej ewolucji. Po spaleniu wodoru w jądrze gwiazda zaczyna się zapadać. Wypromieniowywana energia jest równoważona przez energię grawitacyjną wyzwalaną dzięki kontrakcji (zapadaniu się). Wkrótce osiągnięty zostaje stan, w którym na granicy pozbawionego wodoru jądra temperatura podnosi się na tyle, że zapalony zostaje wodór znajdujący się w obszarze otaczającym jądro. Znowu przebiegają reakcje pppep i CNO. W miarę wyczerpywania się wodoru w otoczce, jądro gwiazdy ponownie przechodzi fazę kurczenia się. W temperaturze powyżej 108 kelwinów pojawia się nowa reakcja o dużej wydajności – łączenie trzech jąder helu w jedno jądro węgla. Przy czym obie reakcje – palenie wodoru w otoczce oraz palenie helu w jądrze – mogą przebiegać równolegle. W miarę jak palony jest hel, w centrum jądra gwiazdy gromadzi się węgiel. Przy temperaturze rzędu 2*108 kelwinów i on ulega zapaleniu produkując magnez. W miarę wzrostu temperatury syntetyzowane są kolejne pierwiastki tablicy Mendelejewa. Znaczna część powstających pierwiastków jest niestabilna i rozpada się z emisją neutrin elektronowych.

Palenie różnych pierwiastków w gwieździe

Pierwiastkiem najdalej położonym w tablicy Mendelejewa, który może być wytworzony w gwieździe, jest żelazo. Dla żelaza bowiem przypada maksimum energii wiązania nukleonów w jądrze. Produkcja kolejnych pierwiastków byłaby reakcją endotermiczną, nie wytwarzającą energii. Gwiazda umiera.

Mgławica Koński Łeb

Oczywiście strumień neutrin pochodzących z gwiazd docierający do Ziemi jest znacznie mniejszy od strumienia docierającego ze Słońca. Spowodowane to jest znacznym oddaleniem gwiazd od Ziemi. Wykrywanie neutrin gwiazdowych jest póki co niemożliwe. Istnieje jednak jeden moment w życiu gwiazd (przynajmniej niektórych z nich), gdy produkują one tyle neutrin, iż ich obserwacja na Ziemi staje się możliwa. Momentem tym jest śmierć gwiazdy, wybuch supernowej.