Helijev bljesak
naglo sagorijevanje helija unutar zvjezdane jezgre / From Wikipedia, the free encyclopedia
Helijev bljesak (helijski bljesak, izboj helija) vrlo je kratka i eksplozivna toplinska nuklearna fuzija velikih količina helija u ugljik kroz proces trostruke rekacije helija u jezgri zvijezda male mase (između 0,8 solarnih masa (M☉) i 2,0 M☉)[1] tijekom faze crvenog diva (predviđa se da će Sunce doživjeti helijev bljesak 1,2 milijarde godina nakon što napusti glavni niz zvijezda). Mnogo rjeđi proces fuzije helija može se dogoditi i na površini akrecijskih bijelih patuljastih zvijezda.
Ova reakcija se događa ako se područje u kojem sagorijeva helij ne može brzo ohladiti s povećanjem temperature, a zatim zagrijavanje dovodi do povećanja brzine nuklearnih reakcija, što dovodi do još većeg zagrijavanja tvari. Eksplozija helija utječe na kemijski sastav zvijezde, a u nekim slučajevima i na njezinu strukturu. Obično, helijev bljesak znači početak izgaranja helija u jezgri zvijezda grane crvenih divova, čija je materija u stanju degeneriranog plina, ali helijevi bljesci drugačije vrste mogu se pojaviti u drugim objektima, na primjer, kod zvijezda asimptotske grane divova ili kod bijelih patuljaka.
Nakon nekog vremena, helij se iscrpljuje i vodik počinje gorjeti u zvijezdi, povećavajući masu sloja helija. Kada dosegne određenu masu, helijev bljesak se ponavlja - može se dogoditi mnogo puta, sve dok se vodik potpuno ne iscrpi zbog termonuklearnih reakcija i jakog zvjezdanog vjetra. Nakon toga, zvijezda napušta asimptotičku granu divova, skuplja se i postaje planetarna maglica.
Zvijezde male mase ne proizvode dovoljni gravitacijski tlak za pokretanje normalne fuzije helija. Kako se vodik u jezgri iscrpljuje, dio preostalog helija se umjesto toga sabija u degeneriranu tvar, podržanu od gravitacijskog kolapsa kvantno -mehaničkim pritiskom, a ne toplinskim tlakom. Time se povećava gustoća i temperatura jezgre dok ne dosegne približno 100 milijuna kelvina, što je dovoljno vruće da izazove fuziju helija (ili "izgaranje helija") u jezgri.
Međutim, temeljna kvaliteta degenerirane tvari jest da povećanje temperature ne dovodi do povećanja volumena tvari sve dok toplinski tlak ne postane toliko visok da prelazi tlak degeneracije. U zvijezdama glavnog niza toplinsko širenje regulira temperaturu jezgre, ali u degeneriranim jezgrama to se ne događa. Fuzijom helija povećava se temperatura, što povećava brzinu fuzije, što dodatno povećava temperaturu u odbjegloj reakciji. Time nastaje bljesak vrlo intenzivne fuzije helija koja traje samo nekoliko minuta, ali nakratko emitira energiju brzinom koja je usporediva s cijelim Mliječnim putem.
U slučaju normalnih zvijezda male mase, veliko oslobađanje energije uzrokuje da velik dio jezgre izađe iz degeneracije, dopuštajući joj da se termički proširi, trošeći isto onoliko energije koliko i ukupna energija koju oslobodi bljesak helija, i bilo koje lijevo -preko energije se apsorbira u gornje slojeve zvijezde. Stoga se helijev bljesak uglavnom ne može otkriti za promatranje, a opisuju ga isključivo astrofizički modeli. Nakon širenja i hlađenja jezgre, površina zvijezde brzo se hladi i skuplja za samo 10.000 godina sve dok ne postane otprilike 2% njezina prijašnjeg radijusa i sjaja. Procjenjuje se da elektron-degenerirana jezgra helija teži oko 40% mase zvijezde i da se 6% jezgre pretvara u ugljik.[2]