شکل‌ گیری غول‌ های سرخ

 زینب شاه مرادی - مرکز یادگیری تبیان
شکل‌ گیری غول‌ های سرخ
وقتی هسته‌ یک ستاره از سوخت هیدروژن تهی شود، چه اتفاقی می‌افتد؟
به‌طور واضح، هسته دارای هسته‌های هلیوم با جرم اتمی ۴ فراوانی می‌شود، اما آن ها نمی‌توانند در دما و فشار کمی که هسته‌های هیدروژن جوش می‌خورند، هم‌جوشی داشته باشند. بنابراین نیروهای فشار به طرف بیرون کم می‌شود و هسته منقبض خواهد شد.
طبق قضیه‌ ویریال که بحث آن خارج از این مبحث است، ۵۰ درصد انرژی پتانسیل آزاد شده فرار می‌کند، اما ۵۰ درصد دیگر، انرژی جنبشی را زیاد می‌کند و بنابراین دما نیز بالا می‌رود. سوختن هیدروژن در پوسته‌های اطراف هسته شروع می‌شود، اما به محض اینکه دمای هسته به ۲ ضرب‌در ۱۰ به توان ۸ کلوین نزدیک می‌شود، هم‌جوشی هلیوم شروع خواهد شد. این فرآیند حتی انرژی بیشتری را تولید می‌کند که سبب می‌شود لایه‌ های بیرونی‌ تر ستاره را به خارج براند. چنین ستاره‌ای را که از خارج دیده می‌شود، بسیار بزرگ و سرد به‌ نظر می‌رسد. یعنی یک غول سرخ.

فرآیندهایی که هلیوم را جوش می‌دهد از این قرار است:
توجه شود علامت‌های مساوی، به صورت واکنش‌های دوطرفه است. و اعداد کنار اتم‌ها بیانگر عدد جرمی اتم است.
He4 + He4 = Be8

این فرآیند تولید برلیوم، تقریباً ۱۰۰ درصد برگشت‌پذیر است زیرا هسته‌ برلیوم ۸ بسیار ناپایدار می‌باشد و در ۱۰ به توان منفی ۱۶ ثانیه تلاشی می‌کند. زیرا از دو هسته‌ی هلیوم جرم بیشتری دارد. به‌ هر صورت، گاهگاهی هسته‌ی برلیوم با یک هسته‌ هلیوم هم‌جوشی می‌کند تا یک حالت تحریک‌ شده‌ کربن ۱۲ شکل بگیرد. علامت ستاره بیانگر حالت ناپایدار اتم می‌باشد.
He4 + Be8 = C12*

مجدداً تقریباً تمام هسته‌های کربن تولیدی توسط این فرآیند به دو هسته‌ای که آن را شکل داده است، تلاشی می‌کنند. به هر حال، در حدود ۰/۲‌ درصد تلاشی به هسته‌ی کربن پایدار تبدیل می‌شود.
حال فرآیند هم‌جوشی به سطح فعالیت جدید و مهمی رسیده است. از سد برلیوم که نتیجه منطقی هم‌جوشی صورت‌ گرفته دو ذره‌ هسته‌ آلفا (هلیوم ۴) می‌باشد، عبور شده است و فرآیند سه‌ آلفا کربن را خلق کرده است.بعد از آن، راه برای هم‌جوشی هسته‌های جدید با جذب ذرات آلفا می‌تواند نسبتاً با سرعت توسط اندرکنش‌های بسیاری هموار شود. و ذرات دیگری همچون اکسیژن، نئون، سدیم، منیزیوم، سیلیسیوم و … تشکیل گردد.
ستارگان در چنین مرحله‌ی پیشرفته‌ای از تحول، شکل ساختمانی پیاز مانند با پوسته‌های متفاوت هم‌مرکز از ترکیبات شیمیایی مختلف را دارا می‌باشند.


منبع: http://bigbangpage.com