Sciencemag.cz
Doporučujeme
Cyklus CNO je jedním z hlavních způsobů realizace termonukleární fúze v nitru hvězd, tj. „spalování“ vodíku na helium. Vědci z Helmholtzova centra v Drážďanech/Rossendorfu (HZDR) a jejich kolegové z Itálie, Maďarska a Skotska na drážďanském urychlovači Felsenkeller znovu prozkoumali tuto reakci a došli k překvapivému výsledku.
„Studovali jsme dlouho známou jadernou reakci, která je důležitá pro vznik prvků v hmotných hvězdách. Je to také jedna z prvních reakcí, které byly analyzovány v laboratoři na urychlovači iontů: konkrétně část zahrnující srážku jádra uhlíku-12 s jádrem vodíku, při níž vzniká izotop dusíku-13 a záření gama. Právě tato reakce je prvním krokem cyklu CNO. Zajímal nás průřez reakce, který vypovídá o pravděpodobnosti, že k této reakci dojde,“ uvádí Daniel Bemmerer z HZDR. (Účinný průřez jaderné reakce je pravděpodobnost, že při srážce částic dojde k příslušné přeměně.) Dříve přijímaná hodnota bude zřejmě muset být upravena přibližně o 25 % směrem dolů. Výsledek naznačuje, že fáze zapálení cyklu CNO trvá déle a že k emisi neutrin 13N dochází blíže ke středu Slunce, než se dříve předpokládalo. Nová data rovněž umožňují přesnější teoretické předpovědi poměru izotopů uhlíku 12C/13C ve hvězdách.
Hvězdy získávají energii z fúze vodíku na helium. V závislosti na hmotnosti hvězdného objektu jsou známy různé způsoby, jak tento proces probíhá. U hvězd s nízkou hmotností, jako je naše Slunce, je dominantním procesem tzv. proton-protonový řetězec. U hmotnějších hvězd je v důsledku gravitačního tlaku uvnitř dosahováno mnohem vyšších teplot. To umožňuje i reakci mezi jádry vodíku a uhlíku.
Přestože uhlík představuje méně než 2 % mezihvězdné hmoty, z níž vznikají současné hvězdy, je tato koncentrace dostatečná k zahájení a udržení cyklu CNO. Uhlík de facto funguje jako katalyzátor, který reakci urychluje, ale nespotřebovává se při ní (respektive: znovu se vytváří). Čistá reakce je stejná jako u proton-protonového řetězce, přeměna vodíku na helium. V masivních hvězdách však tato reakce probíhá prostřednictvím cyklu CNO mnohem rychleji.
J. Skowronski et al, Improved S factor of the C12(p,γ)N13 reaction at E=320–620 keV and the 422 keV resonance, Physical Review C (2023). DOI: 10.1103/PhysRevC.107.L062801
Zdroj: Helmholtz Association of German Research Centres / Phys.org
Schematické znázornění cyklu CNO jako celku. Autor: Borb, zdroj Wikipedia, licence volné dílo
