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천체물리/우주론
Q.백색왜성의 형성에서 핵 반응에 대해 알고싶어요.
2010-02-23
A.수소에서 헬륨으로 변화하는 반응은 여러 가지 방법 (pp chain, CNO cycle)이 알려져 있지만 모두 발열 반응입니다. 즉 핵반응에 의하여 에너지가 발생합니다. 한편 중심부의 온도가 높아져 별 중심부에 헬륨으로 이루어 진 헬륨코어에서 헬륨 3개 (알파입자)가 충돌하여 탄소와 베릴륨을 만드는 과정, 즉 3-알파 과정이 일어나며, 이 역시 에너지를 방출하는 과정에서 주 계열을 벗어나 거성단계에 있는 별의 핵반응으로 중요한 역할을 하게됩니다.
이 단계를 지나면 중심부에 탄소 코어의 온도가 올라가 탄소 연소반응이 일어납니다. 이 반응은 흡열반응으로 온도가 약 10억 도에 이르러야 반응이 일어납니다. 탄소-탄소, 혹은 탄소-알파입자 반응에 의하여 나트륨, 네온 따위의 더 무거운 원소가 만들어집니다. 이러한 핵융합 과정은 철 원자핵을 만들면서 종료되는데 이 이유는 철이 결합에너지가 가장 크다는, 즉 가장 안정적인 원소이기 때문입니다. 따라서 철 핵이 만들어지면 별 내부의 핵반응은 사실상 끝나게 됩니다. 철보다 무거운 원소는 초신성 폭발과 같은 격렬한 핵반응에 의하여 만들어지는 것으로 알려지고 있습니다.
이 단계를 지나면 중심부에 탄소 코어의 온도가 올라가 탄소 연소반응이 일어납니다. 이 반응은 흡열반응으로 온도가 약 10억 도에 이르러야 반응이 일어납니다. 탄소-탄소, 혹은 탄소-알파입자 반응에 의하여 나트륨, 네온 따위의 더 무거운 원소가 만들어집니다. 이러한 핵융합 과정은 철 원자핵을 만들면서 종료되는데 이 이유는 철이 결합에너지가 가장 크다는, 즉 가장 안정적인 원소이기 때문입니다. 따라서 철 핵이 만들어지면 별 내부의 핵반응은 사실상 끝나게 됩니다. 철보다 무거운 원소는 초신성 폭발과 같은 격렬한 핵반응에 의하여 만들어지는 것으로 알려지고 있습니다.