ciclo CNO

El ciclo CNO ( carbono , nitrógeno , oxígeno ; a veces llamado ciclo Bethe-Weizsäcker en honor a Hans Albrecht Bethe y Carl Friedrich von Weizsäcker ) es uno de los dos conjuntos conocidos de reacciones de fusión mediante las cuales las estrellas convierten el hidrógeno en helio , siendo el otro el protón . –reacción en cadena de protones (ciclo pp), que es más eficiente a la temperatura central del Sol . Se supone que el ciclo CNO es dominante en estrellas que son más de 1,3 veces más masivas que el Sol .^[1]

A diferencia de la reacción protón-protón, que consume todos sus constituyentes, el ciclo CNO es un ciclo catalítico . En el ciclo CNO, cuatro protones se fusionan, utilizando isótopos de carbono, nitrógeno y oxígeno como catalizadores, cada uno de los cuales se consume en un paso del ciclo CNO, pero se regenera en un paso posterior. El producto final es una partícula alfa (un núcleo de helio estable ), dos positrones y dos neutrinos electrónicos .

Hay varios caminos alternativos y catalizadores involucrados en los ciclos CNO, todos estos ciclos tienen el mismo resultado neto:

Los positrones se aniquilarán casi instantáneamente con los electrones , liberando energía en forma de rayos gamma . Los neutrinos escapan de la estrella llevándose algo de energía. ^[2] Un núcleo pasa a convertirse en isótopos de carbono, nitrógeno y oxígeno a través de una serie de transformaciones en un bucle sin fin.

La cadena protón-protón es más prominente en estrellas de la masa del Sol o menos. Esta diferencia se deriva de las diferencias de dependencia de la temperatura entre las dos reacciones; La reacción en cadena de pp comienza a temperaturas alrededor de4 × 10 ⁶  K ^[3] (4 megakelvin), lo que la convierte en la fuente de energía dominante en las estrellas más pequeñas. Una cadena CNO de automantenimiento comienza aproximadamente15 × 10 ⁶  K , pero su producción de energía aumenta mucho más rápidamente con el aumento de la temperatura ^[1], por lo que se convierte en la fuente de energía dominante a aproximadamente17 × 10 ⁶  K . ^[4]

El Sol tiene una temperatura central de alrededor15,7 × 10 ⁶  K , y sólo1,7% de⁴
Él
los núcleos producidos en el Sol nacen en el ciclo CNO.

Logaritmo de la producción de energía relativa (ε) de los procesos de fusión protón-protón (pp), CNO y triple-α a diferentes temperaturas (T). La línea discontinua muestra la generación de energía combinada de los procesos pp y CNO dentro de una estrella.

Descripción general del ciclo CNO-I

Un protón reacciona con un núcleo provocando la liberación de una partícula alfa.