항성 핵융합은 별이 가벼운 원소를 더 무거운 원소로 변환하여 핵에서 에너지를 생성하는 과정입니다. 별에서 가장 흔한 핵융합 반응은 수소 핵이 융합하여 헬륨을 형성하고 그 과정에서 엄청난 양의 에너지를 방출하는 것과 관련됩니다. 이 에너지 생산은 별의 광도를 유지하고 중력 붕괴에 맞서 별을 지탱하는 것입니다. 지금부터 별의 핵융합에 대해 알아보겠습니다.
양성자-양성자 연쇄 반응(PP 사슬)
온도와 압력이 극도로 높은 별의 중심부에서는 수소 핵(양성자)이 일련의 핵융합 반응을 거쳐 헬륨을 형성합니다. 태양과 같은 별에서 가장 지배적인 과정은 양성자-양성자 연쇄 반응입니다.
1단계
두 개의 양성자(수소 핵)가 융합되어 양전자 및 중성미자와 함께 중수소 핵(양성자 1개와 중성자 1개)을 형성합니다. 이 반응은 약한 힘에 의해 시작됩니다.
2단계
양성자가 중수소 핵과 충돌하여 헬륨-3 핵(2개의 양성자와 1개의 중성자)이 생성됩니다.
3단계
두 개의 헬륨-3 핵이 결합하여 두 개의 양성자를 방출하고 헬륨-4 핵(양성자 두 개와 중성자 두 개)을 형성합니다. 이 단계는 때때로 세 개의 헬륨-3 핵의 융합이라고 불립니다. 양성자-양성자 연쇄 반응의 전반적인 결과는 4개의 수소 핵(양성자)이 하나의 헬륨 핵으로 변환되어 감마선 형태로 에너지를 방출하는 것입니다.
CNO 순환(탄소-질소-산소 순환)
더 무거운 별에서는 CNO 주기로 알려진 대체 핵융합 과정이 지배적인 에너지원이 됩니다. 이 사이클에는 핵융합 반응의 촉매로서 탄소, 질소 및 산소가 포함됩니다. CNO 주기는 양성자-양성자 사슬보다 온도에 더 민감하며 더 뜨겁고 더 무거운 별에서 널리 퍼져 있습니다. CNO 사이클은 탄소-12, 질소-14 및 산소-16이 촉매 역할을 하여 수소가 헬륨으로 전환되는 것을 촉진하는 여러 단계로 구성됩니다.
특정 핵융합 과정에 관계없이 별의 핵에서 핵융합을 통해 생성된 에너지는 별을 붕괴시키려는 중력에 대응합니다. 핵융합으로 생성된 중력과 압력 사이의 섬세한 균형을 통해 별은 안정적인 구조를 유지하고 빛과 열의 형태로 에너지를 우주로 방출할 수 있습니다. 이 과정의 지속 시간은 별의 질량에 따라 달라지며, 질량이 더 큰 별은 더 높은 질량으로 인해 수명이 더 짧아집니다.
지금까지 별의 핵융합에 대해 알아보았습니다. 다음에도 더욱 유익한 정보로 찾아뵙겠습니다.