Характерные условия горения кремния - температура (3 - 5)·109 K, плотность 105 - 106 г/см3. С началом горения кремния происходит изменение процесса горения. Кулоновский барьер слишком велик для эффективного образования ядер 56Ni непосредственно в реакции:
28Si + 28Si → 56Ni + γ (Q = 10.92 МэВ).
Но на этой стадии звездной эволюции массивных звезд существенную роль начинают играть многочисленные реакции с участием нейтронов, протонов, α-частиц и γ-квантов. Эти реакции приводят к образованию элементов в районе железного максимума на основе исходных ядер 28Si.
Рис. 1. Ядерные реакции, приводящие к синтезу элементов от гелия до германия. |
На рис. 1 приведена совокупность ядерных реакций,
приводящих к синтезу элементов от гелия до германия. Для детальных расчетов
распространенности элементов в звездах, прошедших стадии горения углерода,
кислорода, кремния с образованием элементов группы железа, необходимы дальнейшие
лабораторные исследования большой совокупности ядерных реакций, приведенных в
левом верхнем углу рис. 1, начиная с низких энергий порядка нескольких сотен
кэВ.
На стадии горения кремния звезда достигает максимального
размера, т.к. при истощении в центре звезды последовательно запасов водорода,
гелия, кислорода, кремния, ядро звезды сжимается, плотность в центре звезды
последовательно увеличивается, а термоядерные реакции синтеза перемещаются на
периферию звезды, приводя к расширению её оболочки. Если на начальной стадии
звезды она имела однородный состав и в основном состояла из водорода и гелия, то
теперь она имеет слоистый состав. В центре звезды содержатся тяжелые элементы
группы железа, никеля, а на периферии расположены более легкие элементы. Внешняя
оболочка состоит из водорода.
На рис. 2 представлено содержание различных элементов в звезде с
массой 25M в
зависимости от массы внутренней области.
Рис. 2. Содержание элементов в звезде с массой 25M в зависимости от массы внутренней области. |