Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Avatar
Balage
Hozzászólások: 176
Csatlakozott: 2009.09.07. 21:15

Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: Balage » 2012.04.21. 17:07

Nem találtam a fórumban pont ezzel a témával foglalkozó konkrét topikot, ezért bátorkodtam egy újat nyitni.

Gondolom többen olvastátok már Gyürky György cikkét az idei évkönyvben "Magreakciók a csillagokban" címmel. Részletesen leírja az elemek keletkezését a legegyszerűbbektől kezdve egészen a nehéz elemekig, mindezt a magfizika szemszögéből.
A cikk szerint, amikor egy csillag magjában már nincs elegendő hidrogén, hogy a termelődő energiával fenntartsa a hidrosztatikus egyensúlyt, a gravitációs erő felülemelkedik a kifelé kifelé irányuló nyomáson. Ekkor a csillag magja összehúzódik, miközben hőmérséklete megnő. Ha a csillag elég nagy tömegű, a hőm. hatására a magot körülvevő rétegben, ahol még mindig sok a hidrogén és zajlik a hidrogénégés, a fúzió sebessége megnő (ez a héjégetés?). Ennek hatására a külső rétegek kitágulnak és lehűlnek, vörös óriás lesz belőle, elhagyja a fősorozatot.
Mivel a cikk fő témáját a magreakciók képezik, nem tér ki további részletekre... én viszont további részletekre lennék kíváncsi a fősorozatot elhagyó csillagokról, főleg nem magfizikai szemszögből. Valahol régebben olvastam erről, de már nem találom.

Saját gravitációja miatt összébb húzódik a mag, de a körülvevő rétegekben beinduló fúzió miért tágítja ki a külső rétegeket?
Benei Balázs
110/800 Tal Newton
csakb
Hozzászólások: 951
Csatlakozott: 2009.09.16. 02:00

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: csakb » 2012.04.22. 11:49

Szia!

Balage írta:Saját gravitációja miatt összébb húzódik a mag, de a körülvevő rétegekben beinduló fúzió miért tágítja ki a külső rétegeket?


Ekkor a mag körüli H-égető héj sokkal (akár 1000-szer) több energiát termel, mint korábban a magbeli H-égetés, és az így megugró sugárnyomás (illetve a fűtés) fújja fel a héj feletti gázburkot. A csillag pedig felszalad a HR-diagramon a vörös óriáságra (óriási nagy lesz a luminozitása, de az effektív hőmérséklete a kitágulás miatt mégis lecsökken).

Kép
Avatar
Balage
Hozzászólások: 176
Csatlakozott: 2009.09.07. 21:15

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: Balage » 2012.04.23. 21:09

Szemléletes ábra, köszönöm szépen!
Benei Balázs
110/800 Tal Newton
Kukac
Hozzászólások: 950
Csatlakozott: 2011.05.06. 18:32

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: Kukac » 2012.04.23. 21:14

Gondoltam írok ide egy képletet, ami megmagyarázza, de rájöttem, hogy a "de magreakciók nélkül" azt jelenti, hogy nem vagy erős kémiában/fizikában, így nem erőltetem. Legyen elég annyi, hogy a Balázs által tökéletesen leírt reakció a magas hőmérséklete miatt iszonyúan megnő a nyomás, és az nyomja ki
a héjat. Aztán egyszer az is kifogy és vagy bumm, vagy reccs.
Avatar
Balage
Hozzászólások: 176
Csatlakozott: 2009.09.07. 21:15

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: Balage » 2012.04.23. 21:37

Kukac írta:...de rájöttem, hogy a "de magreakciók nélkül" azt jelenti, hogy nem vagy erős kémiában/fizikában, így nem erőltetem.

András, nyugodtan írj képletet! Azért írtam, hogy nem magfizikai szemszögből érdekelnének részletek, mert a magfizikai történetet már elolvastam az említett cikkben. Úgyhogy elő az elmélettel, jöhetnek a képletek, mert ha én nem is ismerem még őket, értelmezni (remélhetőleg) tudom ;)
Benei Balázs
110/800 Tal Newton
Kukac
Hozzászólások: 950
Csatlakozott: 2011.05.06. 18:32

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: Kukac » 2012.04.25. 05:56

okés!

tehát pV=nRT
ez egy általános képlet, ami az anyag belső eneriája és a tömege vagy térfogata között írja le az egyensúlyt.

Ha nagyon megnő a T (hőmérséklet), akkor vagy a térfogatnak kell megnőnie (V), vagy
a nyomásnak (p). Ha nagy a test tehetetlensége, akkor előszőr megnő a nyomás, majd szépen kitágul.

Valahogy így mehet ez a csillagokban is.
moon
Hozzászólások: 32
Csatlakozott: 2012.03.01. 21:37

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: moon » 2013.08.23. 14:47

Olvasom a wikipédiás Nap címszó alatt, hogy:

"A fő energiatermelő folyamatként azonosított p-p lánc lefolyása két hidrogén-atommag (proton) egyesülésével kezdődik (erre az egyesülésre átlagosan 5 milliárd évet kell várniuk az atommagoknak), így deutérium (nehézhidrogén) képződik. Melléktermékként egy pozitron és egy neutrínó keletkezik. A pozitron azonnal összeütközik egy elektronnal, és energiává (fotonná) alakul. Ezután csak 1,4 másodpercet kell várni, hogy a deutérium egy újabb protonnal egyesüljön és hélium-3 (³He) jöjjön létre. Ezután átlagosan 240 000 év telik el, míg két hélium-3 egyesül, létrehozva a folyamat végtermékét, a hélium atomot (4He), valamint felszabadítva két hidrogénatomot (protont). "

Nem értem, hogy miért tart közel tízmilliárd évig a fúzió, hiszen pl. kémiából azt tanultuk, hogy energiafelesleget termelő reakciók pillanatszerűen lezajlanak ha a reakcióelegyben az elemek nagy nyomáson, magas hőmérsékleten vannak jelen.
Mitől tart tehát tízmilliárd évig, miért nem pillanatszerű, vagy ha figyelembe vesszük, hogy a magban van meg a szükséges gravitációs nyomás mellett a szükséges magas hőmérséklet is, és a külső rétegekből az anyag odavándorlásához is idő kell, akkor is miért nem történhet meg a teljes hidrogénkészlet fúziója viszonylag rövid idő alatt, pár száz vagy ezer év alatt?
Avatar
SzZoli
Hozzászólások: 1544
Csatlakozott: 2009.09.07. 10:41

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: SzZoli » 2013.08.23. 16:40

Nem értem, hogy miért tart közel tízmilliárd évig a fúzió, hiszen pl. kémiából azt tanultuk, hogy energiafelesleget termelő reakciók pillanatszerűen lezajlanak ha a reakcióelegyben az elemek nagy nyomáson, magas hőmérsékleten vannak jelen.


Csakhogy van egy gát. A protonok taszítóereje. Ez egy statisztikailag leírható folyamatot hoz létre, ahol a reakció gyakorisága annál nagyobb, minél nagyobb a nyomás és a hőmérséklet. A protonok sebessége egy görbének megfelelően alakul, csak kis része elég gyors ahhoz, hogy reakcióba lépjen. A taszítóerő miatt ez nem lesz pillanatszerű, csak az eléggé nagy energiájú részecskék vesznek részt benne.

Ha ragaszkodsz a kémiai hasonlóságokhoz, ott van pl. a rozsdásodás. Minden feltétel megvan a reakcióhoz, mégis lassú.
moon
Hozzászólások: 32
Csatlakozott: 2012.03.01. 21:37

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: moon » 2013.08.24. 13:39

"ahol a reakció gyakorisága annál nagyobb, minél nagyobb a nyomás és a hőmérséklet. A protonok sebessége egy görbének megfelelően alakul, csak kis része elég gyors ahhoz, hogy reakcióba lépjen. "

Vagyis akkor a Napban végbemenő fúziós folyamat a reakció paramétereinek szempontjából nézve korántsem optimális, hanem kb. éppen csak alapjáraton zajlik, ezért tart olyan hosszú ideig.
A szuperóriás csillagokban magasabb reakció hőmérsékleten gyorsabban zajlik le a fúzió, hamarabb kiégnek.

Engem végül is pont ez az összefüggés érdekelne, hogy milyen képletekkel lehetne modellezni a kezdeti tömegből kiindulva, hogy egy csillagban milyen gyorsan zajlik le a hidrogénkészlet fúziója?
Avatar
SzZoli
Hozzászólások: 1544
Csatlakozott: 2009.09.07. 10:41

Re: Csillagfejlődés, magreakciók, elemszintézis

Hozzászólás Szerző: SzZoli » 2013.08.24. 14:41

milyen képletekkel lehetne modellezni

DGY valamelyik előadásán beszélt róla, úgy emlékszem, a reakció sebessége a hőmérséklet negyedik hatványával arányos. Hogy a tömeggel milyen arányban van, nem tudom.
Válasz küldése

Vissza: “Elméleti kérdések”