Les anciens astronomes pensaient que le Soleil était une boule de feu, mais maintenant les astronomes savent que c'est la fusion nucléaire en cours au cœur des étoiles qui leur permet de produire autant d'énergie. Examinons les conditions nécessaires pour créer une fusion nucléaire dans les étoiles et certains des enfants de la fusion qui peuvent continuer.
Le cœur d'une étoile est un environnement intense. Les pressions sont énormes et les températures peuvent dépasser 15 millions de Kelvin. Mais c'est le genre de conditions dont vous avez besoin pour que la fusion nucléaire ait lieu. Une fois que ces conditions sont atteintes au cœur d'une étoile, la fusion nucléaire convertit les atomes d'hydrogène en atomes d'hélium grâce à un processus en plusieurs étapes.
Pour terminer ce processus, deux atomes d'hydrogène sont fusionnés ensemble en un atome de deutérium. Cet atome de deutérium peut ensuite être fusionné avec un autre hydrogène pour former un isotope léger de l'hélium - 3Il. Enfin, deux des noyaux d'hélium-3 peuvent être fusionnés pour former un atome d'hélium-4. Toute cette réaction est exothermique et libère donc une énorme quantité d'énergie sous forme de rayons gamma. Ces rayons gamma doivent faire le long voyage lent à travers l'étoile, étant absorbés puis réémis d'atome en atome. Cela ramène l'énergie des rayons gamma dans le spectre visible que nous voyons ruisseler sur la surface des étoiles.
Ce cycle de fusion est connu sous le nom de chaîne proton-proton, et c'est la réaction qui se produit dans les étoiles avec la masse de notre Soleil. Si les étoiles ont plus de 1,5 masse solaire, elles utilisent un processus différent appelé cycle CNO (carbone-azote-oxygène). Dans ce processus, quatre protons fusionnent en utilisant du carbone, de l'azote et de l'oxygène comme catalyseurs.
Les étoiles peuvent émettre de l'énergie tant qu'elles ont de l'hydrogène dans leur cœur. Une fois cet hydrogène épuisé, les réactions de fusion s'arrêtent et l'étoile commence à rétrécir et à se refroidir. Certaines étoiles se transformeront simplement en naines blanches, tandis que des étoiles plus massives pourront continuer le processus de fusion en utilisant de l'hélium et des éléments encore plus lourds.
Nous avons écrit de nombreux articles sur les stars ici sur Space Magazine. Voici un article sur une étoile qui a récemment arrêté ses réactions de fusion, et voici une étoile qui a rallumé ses réactions de fusion.
Si vous souhaitez plus d'informations sur les étoiles, consultez les communiqués de presse de Hubblesite sur les étoiles, et voici la page d'accueil des étoiles et des galaxies.
Nous avons enregistré plusieurs épisodes d'Astronomy Cast sur les étoiles. Voici deux qui pourraient vous être utiles: Épisode 12: D'où viennent les petites étoiles et Épisode 13: Où vont les étoiles quand elles meurent?
Références:
http://www.jet.efda.org/fusion-basics/what-is-fusion/
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/procyc.html
http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/olson1/
