Ядерне горіння кисню

Я́дерне горі́ння ки́сню — набір реакцій ядерного синтезу за участю ядер 16O, що відбуваються в надрах зір, важчих за Сонце. Горінню кисню передує ядерне горіння неону, а за ним слідує ядерне горіння кремнію. Коли ядерне горіння неону закінчується, ядро зорі стискається і нагрівається, доки не досягне температури займання для горіння кисню. Реакції горіння кисню подібні до реакцій горіння вуглецю, однак через вищий кулонівський бар'єр кисню вони мусять відбуватися при вищих температурах і густинах.

Реакції

Ядерне горіння кисню запалюється за температур (1,5–2,6)×10⁹ K^[1] та густин (2,6–6,7)×10 ¹² кг/м^3[2]. Основні реакції наведені нижче^[3][4], а вказані коефіцієнти розгалуження відповідають високим температурам, коли дейтронний канал відкритий^{[3][5][6][7][8][9]}:

${\displaystyle \mathrm {_{8}^{16}O} }$	+	${\displaystyle \mathrm {_{8}^{16}O} }$	→	${\displaystyle \mathrm {_{14}^{28}Si} }$ + α + 9.593 МеВ (34 %)
			→	${\displaystyle \mathrm {_{15}^{31}P} }$ + p + 7.676 МеВ (56 %)
			→	${\displaystyle \mathrm {_{16}^{31}S} }$ + n + 1.459 МеВ (5 %)
			→	${\displaystyle \mathrm {_{14}^{30}Si} }$ + 2 p + 0.381 МеВ
			→	${\displaystyle \mathrm {_{15}^{30}P} }$ + d − 2.409 МеВ (5 %)
			→	${\displaystyle \mathrm {_{16}^{32}S} }$ + γ + 16.539 МеВ
			→	${\displaystyle \mathrm {_{12}^{24}S} }$ + 2 α − 0.393 МеВ

Загалом, основними продуктами ядерного горіння кисню є^{[10] 28}Si, ^32,33,34S, ^35,37Cl, ^36,38Ar, ^39,41K і ^40,42Ca. З них на ²⁸Si і ³²S припадає близько 90 %^[10]. Кисень у ядрі зорі вичерпується за 0,01–5 років після початку його ядерного горіння (залежно від маси зорі та інших параметрів)^[11][10] — дуже швидко за астрономічними мірками^[12]. Процес горіння кремнію, що слідує далі, утворює залізо й нікель, які вже є найбільш міцно зв'язаними ядрами, нездатними реагувати далі з виділенням енергії для підтримки тиску в зорі.

Ядерне горіння кисню починається в ядрі зорі, а після вичерпання кисню в ядрі переходить в оболонку навколо ядра. В ядрі після цього може запалюватись ядерне горіння кремнію. Тим часом область ядерного горіння кисню рухається далі від ядра, а ще далі від центру зорі знаходяться неонова, вуглецева, гелієва та воднева оболонки зорі з відповідними реакціями ядерного горіння на границях цих оболонок.

Ядерне горіння кисню є останньою реакцією зоряного нуклеосинтезу, яка не відбувається через альфа-процес.

Див. також

• Зоряний нуклеосинтез