|
Υπάρχουν διάφοροι εναλλακτικοί δρόμοι και καταλύτες που εμπλέκονται στους κύκλους CNO, όλοι αυτοί οι κύκλοι έχουν το ίδιο καθαρό αποτέλεσμα:
: 4 <sup>1</sup><sub>1</sub>H + 2 e<sup>-</sup> →
: 4 1 <nowiki></br></nowiki> 1 ώρα <nowiki></br></nowiki> + 2{{Subatomic particle|Electron}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Electron}}<nowiki></br></nowiki>
:: → <sup>4</sup><sub>2</sub>He + 2 e<sup>+</sup> + 2 e<sup>-</sup> + 2 v<sub>e</sub> + 3γ + 24.7MeV
:: → 4 <nowiki></br></nowiki> 4 Αυτός <nowiki></br></nowiki> + 2{{Subatomic particle|Positron}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Positron}}<nowiki></br></nowiki> + 2{{Subatomic particle|Electron}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Electron}}<nowiki></br></nowiki> + 2{{Subatomic particle|Electron neutrino}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Electron neutrino}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Electron neutrino}} + 3{{Subatomic particle|Gamma}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Gamma}}<nowiki></br></nowiki> + 24.7 MeV<br /><br /><br /><br /><nowiki></br></nowiki>
::→ <sup>4</sup><sub>2</sub>He + 2 v<sub>e</sub> + 7γ + 26.7MeV
:: → 4 <nowiki></br></nowiki> 4 Αυτός <nowiki></br></nowiki> + 2{{Subatomic particle|Electron neutrino}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Electron neutrino}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Electron neutrino}} + 7{{Subatomic particle|Gamma}}<nowiki></br></nowiki> {{Subatomic particle|Gamma}}<nowiki></br></nowiki> + 26.7 MeV
Τα ποζιτρόνια εξαϋλώνονται σχεδόν αμέσως μια που αντιδρούν με ηλεκτρόνια, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή [[Ακτίνες γ|ακτίνων γάμμα]] . Τα νετρίνα διαφεύγουν από το αστέρι μεταφέροντας κάποιαμαζί τους μέρος από την ενέργεια. <ref name="BOREXINO">{{Cite arXiv|date=25 June 2020|first4=V.|last9=Biondi|first8=J.|last8=Benziger|first7=G.|last7=Bellini|first6=D.|last6=Basilico|first5=Z.|last5=Bagdasarian|last4=Atroshchenko|title=First Direct Experimental Evidenceof CNO neutrinos|first3=S.|last3=Appel|first2=K.|last2=Altenmüller|first1=M.|last1=Agostini|language=en|class=hep-ex|eprint=2006.15115|first9=R.}}</ref> Ένας πυρήνας μετατρέπεται σε ισότοπα άνθρακα, αζώτου και οξυγόνου μέσω ενός αριθμού μετασχηματισμών σε έναν συνεχιζόμενο βρόχο.
[[Αρχείο:CNO_Cycle.svg|δεξιά|μικρογραφία|300x300εσ| Παρουσίαση του κύκλου CNO-I]]
Η αλυσίδα πρωτονίου-πρωτονίου είναι πιο εμφανήςσημαντική στα αστέρια με μάζα ίση ή μικρότερη του Ήλιου. Αυτή η διαφορά οφείλεται σε διαφορές εξάρτησης από τη θερμοκρασία μεταξύ των δύο αντιδράσεων. Η αντίδραση αλυσίδας pp εξαρτάται από τη θερμοκρασία εις την τέταρτη δύναμη (ε<sub>pp</sub>~T<sup>4</sup>) και ξεκινά σε θερμοκρασίες περίπου 4x10<sup>6</sup> K <ref>{{Cite book|title=New Light on Dark Stars: Red dwarfs, low-mass stars, brown dwarfs|first=I. Neill|last=Reid|first2=Suzanne L.|last2=Hawley|publisher=[[Springer Science & Business Media]]|isbn=3-540-25124-3|year=2005|chapter=The structure, formation, and evolution of low-mass stars and brown dwarfs – Energy generation|edition=2nd|series=Springer-Praxis Books in Astrophysics and Astronomy|pages=108–111}}</ref> (4 megakelvin), καθιστώντας την κυρίαρχη πηγή ενέργειας σε μικρότερα αστέρια μικρότερης μάζας. Μια αυτοσυντηρούμενη αλυσίδα CNO ξεκινά από θερμοκρασία περίπου 15x10<sup>6</sup> K, αλλά η ενεργειακή τουτης παραγωγή αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα με αυξανόμενες θερμοκρασίες (ε<sub>CNO</sub>~T<sup>19.9</sup>)<ref name="salaris_cassini2005">{{Cite book|title=Evolution of Stars and Stellar Populations|first=Maurizio|last=Salaris|first2=Santi|last2=Cassisi|publisher=[[John Wiley and Sons]]|isbn=0-470-09220-3|year=2005|pages=[https://archive.org/details/evolutionofstars0000sala/page/119 119]–121|url=https://archive.org/details/evolutionofstars0000sala}}</ref> έτσι ώστε να γίνει η κυρίαρχη πηγή ενέργειας περίπου 17x10<sup>6</sup> K . <ref>
{{Cite journal|last=Schuler|first=S.C.|last2=King|first2=J.R.|last3=The|first3=L.-S.|year=2009|title=Stellar Nucleosynthesis in the Hyades open cluster|journal=[[The Astrophysical Journal]]|volume=701|issue=1|pages=837–849|arxiv=0906.4812|bibcode=2009ApJ...701..837S|doi=10.1088/0004-637X/701/1/837}}</ref>
Ο ήλιος έχει θερμοκρασία πυρήναστο κέντρο του περίπου 15.7x10<sup>6</sup> K, και μόνο 1.7% από τους πυρήνες ηλίου-4 (<sup>4</sup><sub>2</sub>Ηe) που παράγονται στον Ήλιο δημιουργούνται από τον κύκλο CNO.
Η διαδικασία CNO-I προτάθηκε ανεξάρτητα από τον [[Καρλ Φρίντριχ φον Βάιτσεκερ|Carl von Weizsäcker]] <ref name="vonWeizsäcker-1">
== Κρύοι κύκλοι CNO ==
Υπό τις τυπικές συνθήκες που υπάρχουν στα αστέρια, η καταλυτική "καύση" υδρογόνου απόμε τους κύκλους CNO περιορίζεται από τη δέσμευση πρωτονίων. Πιο συγκεκριμένα, η χρονική κλίμακα για τη [[διάσπαση βήτα]] των [[Ραδιοϊσότοπο|ραδιενεργών πυρήνων]] που παράγονται είναι ταχύτερη από τη χρονική διάρκεια της σύντηξης. Λόγω των μεγάλων χρονικών κλιμάκων, οι κρύοι κύκλοι CNO μετατρέπουν το υδρογόνο σε ήλιο αργά, επιτρέποντάς τους να τροφοδοτούν με ενέργεια τα αστέρια σε κατάσταση ισορροπίας για πολλά χρόνια.
=== CNO-I ===
{{Cite journal|last=von Weizsäcker|first=Carl F.|authorlink=Carl Friedrich von Weizsäcker|title=Über Elementumwandlungen in Innern der Sterne I|trans_title=On transformations of elements in the interiors of stars I|journal=[[Physikalische Zeitschrift]]|volume=38|year=1937|pages=176–191}}</ref> <ref name="vonWeizsäcker-2">
{{Cite journal|last=von Weizsäcker|first=Carl F.|authorlink=Carl Friedrich von Weizsäcker|title=Über Elementumwandlungen in Innern der Sterne II|trans_title=On transformations of elements in the interiors of stars II|journal=[[Physikalische Zeitschrift]]|volume=39|year=1938|pages=633–646}}</ref> και του [[Χανς Μπέτε]] . Οι δημοσιεύσεις του Μπέτε το 1939 για τον κύκλο CN <ref name="Bethe-1939-a">
{{Cite journal|last=Bethe|first=Hans A.|authorlink=Hans Bethe|year=1939|title=Energy Production in Stars|journal=[[Physical Review]]|volume=55|issue=1|pages=541–7|doi=10.1103/PhysRev.55.103|pmid=17835673|bibcode=1939PhRv...55..103B}}</ref> <ref name="Bethe-1939-b">{{Cite journal|last=Bethe|first=Hans A.|authorlink=Hans Bethe|year=1939|title=Energy production in stars|journal=[[Physical Review]]|volume=55|issue=5|pages=434–456|doi=10.1103/PhysRev.55.434|pmid=17835673|bibcode=1939PhRv...55..434B}}</ref> βασίστηκαν σε τρεις προηγούμενες εργασίες που είχαν γραφτείγραφεί σε συνεργασία με τους Robert Bacher και Milton Stanley Livingston <ref>{{Cite journal|last=Bethe|first=Hans A.|last2=Bacher|first2=Robert|authorlink2=Robert Bacher|year=1936|title=Nuclear Physics, A: Stationary states of nuclei|journal=[[Reviews of Modern Physics]]|volume=8|issue=2|pages=82–229|doi=10.1103/RevModPhys.8.82|bibcode=1936RvMP....8...82B|url=https://authors.library.caltech.edu/51288/1/RevModPhys.8.82.pdf}}</ref> <ref>{{Cite journal|last=Bethe|first=Hans A.|authorlink=Hans Bethe|year=1937|title=Nuclear Physics, B: Nuclear dynamics, theoretical|journal=[[Reviews of Modern Physics]]|volume=9|issue=2|pages=69–244|doi=10.1103/RevModPhys.9.69|bibcode=1937RvMP....9...69B}}</ref> <ref>{{Cite journal|last=Bethe|first=Hans A.|last2=Livingston|first2=Milton S.|authorlink2=Milton Stanley Livingston|year=1937|title=Nuclear Physics, C: Nuclear Dynamics, Experimental|journal=[[Reviews of Modern Physics]]|volume=9|issue=2|pages=245–390|doi=10.1103/RevModPhys.9.245|bibcode=1937RvMP....9..245L}}</ref> και ταοι οποίαοποίες έγιναν ανεπίσημαγνωστάανεπίσημα γνωστές ως η ''"Βίβλος του Μπέτε"'' . ΘεωρήθηκεΘεωρήθηκαν τοέργο πλέον καθιερωμένο έργοορόσημο στην πυρηνική φυσική για πολλά χρόνια και ήταν ένας σημαντικός λόγος για την απονομή του βραβείου Νόμπελ Φυσικής τουστον 1967Μπέτε το 1967. <ref>{{Cite journal|first=Jason Socrates|last=Bardi|date=January 23, 2008|title=Landmarks: What makes the stars shine?|journal=[[Physical Review Focus]]|volume=21|issue=3|doi=10.1103/physrevfocus.21.3|url=https://physics.aps.org/story/v21/st3|accessdate=November 26, 2018}}</ref> Οι αρχικοί υπολογισμοί του Μπέτε έδειξαν ότι ο κύκλος CN ήταν η κύρια πηγή ενέργειας του Ήλιου. Αυτό το συμπέρασμα προέκυψε από κάτι που σήμερα γνωρίζουμε ως λανθασμένη θέσηυπόθέση: ότι η αφθονία του αζώτου στον ήλιο είναι περίπου 10%, όταν στην πραγματικότητα είναι λιγότερο από το 0.5%. Ο κύκλος CN, που ονομάζεται έτσι καθώς δεν περιέχει σταθερό ισότοπο οξυγόνου περιλαμβάνει τον ακόλουθο κύκλο μετασχηματισμών: <ref name="Krane">
{{Cite book|title=Introductory Nuclear Physics|first=Kenneth S.|last=Krane|publisher=[[John Wiley & Sons]]|isbn=0-471-80553-X|year=1988|page=[https://archive.org/details/introductorynucl00kran/page/n559 537]|url=https://archive.org/details/introductorynucl00kran}}</ref>
: <sup>12 6C </sup><sub>6</sub>C → <sup>13</sup><sub>7</sub>N 7N → <sup>13</sup><sub>6</sub>C 6C → <sup>14</sup><sub>7</sub>N 7N → <sup>15</sup><sub>8</sub>O 8O → <sup>15</sup><sub>7</sub>N 7N → <sup>12 6C</sup><sub>6</sub>C
Αυτός ο κύκλος θεωρείται πλέον ως το πρώτο μέρος μιας μεγαλύτερης διαδικασίας, του κύκλου CNO, και οι κύριες αντιδράσεις σε αυτό το μέρος του κύκλου (CNO-I) είναι: <ref name="Krane">
== Χρήση στην αστρονομία ==
Παρά το ότι ο συνολικός αριθμός των "καταλυτικών" πυρήνων διατηρείται στον κύκλο, στην [[αστρική εξέλιξη]] οι σχετικές αναλογίες των πυρήνων μεταβάλλονται. Όταν ο κύκλος εκτελείται σε ισορροπία, η αναλογία των πυρήνων άνθρακα-12 / άνθρακα-13 οδηγείται στο 3,5 και το άζωτο-14 γίνεται ο πιο πολυάριθμος πυρήνας, ανεξάρτητα από την αρχική σύνθεση. Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης ενός αστεριού, τα επεισόδια ανάμιξης στο εσωτερικό του άστρου μετακινούν υλικό, μέσα στο οποίο έχει λάβει χώρα ο κύκλος CNO, από το εσωτερικό του αστεριού στην επιφάνεια, αλλάζοντας την παρατηρούμενη χημική σύνθεση του αστεριού. Οι [[Ερυθρός γίγαντας|ερυθροί γίγαντες]] παρατηρείται ότι έχουν χαμηλότερες αναλογίες άνθρακα-12 / άνθρακα-13 και άνθρακα-12 / άζωτο-14 από ότι τα αστέρια της [[Κύρια ακολουθία|Κύριας Ακολουθίας]], γεγονός τα οποίο θεωρείται ως πειστικό στοιχείο για την υπάρξει του κύκλου CNO.
<sup class="noprint Inline-Template Template-Fact" data-ve-ignore="true" style="white-space:nowrap;">[ ''<nowiki><span title="This claim needs references to reliable sources. (June 2013)">απαιτείται παραπομπή</span></nowiki>'' ]</sup>
== Δείτε επίσης ==
| 