Transformation de l'hydrogène en noyaux plus lourds

[invite191f32ca]

Bonjour!

Après m'être intéressé aux réactions se produisant au sein du soleil, et des étoiles en général, j'ai appris que la plupart des élements présents dans l'univers étaient le fruit de réactions nucléaires ayant lieu au coeur des étoiles.

Cependant, je n'arrive pas à trouver d'explications concernant la transformation de l'hydrogène en noyaux plus lourds comme le fer par exemple (exception faite de la réaction de fusion "basique" donnant naissance aux particules alpha). Quelqu'un aurait-il des informations à ce sujet?

Merci!
-----

[inviteca4b3353]

L'étoile produit de l'hélium via fusion de deutérium et tritium. Cet hélium étant plus massif "tombe" au coeur de l'étoile, qui s'échauffe dû à l'augmentation de la densité en son coeur, en effet l'hélium en tombant comprime le centre de l'étoile et la température augmente. Elle augmente jusqu'à ce qu'un nouvelle réaction de fusion nucléaire entre l'hélium et d'autre isotope, soit possible, donnant naissance à des éléments plus lourds qui vont à leurs tours tombant au coeur de l'étoile, en augmenter la température (du coeur) jusqu'à qu'elle soit suffisante pour qu'ils puissent fusionner en élément plus lourd et ainsi de suite. Les étoiles via les réaction thermonucléaire ont pu ainsi produire les éléments lourds à partir de l'hydrogène qui s'est formé suite au refroidissement de l'univers du à son expansion.

Au bout d'un moment les étoiles ont brulé tout l'hydrogène disponible, et la chaleur dégagée pendant ces réactions de fusion n'est plus présente pour équilibrer l'effondrement gravitationnel, l'étoile se comprime donc de plus en plus jusqu'à exploser. Ainsi les éléments lourds se retrouvent éparpiller un peu partout, puis finissent par former des planetes par accrétion.

[Calvert]

Salut!

Quelques corrections sur les réactions nucléaires dans les étoiles:

L'étoile produit de l'hélium via fusion de deutérium et tritium.

Ce n'est pas le chemin suivit dans les étoiles pour parvenir à ⁴He (il n'y a pratiquement pas de tritium dans les étoiles). Deux voies sont possibles, dépendant de la masse de l'étoile:

Chaînes pp

¹H + ¹H -> ²H + e⁺ + neutrino
²H + ¹H -> ³He + photon
³He + ³He -> ⁴He + ¹H + ¹H
pour la chaîne pp1. Il existe deux variantes (minoritaires), les chaînes pp2 et pp3.

Ce cycle est actif pour les étoiles de petites masses (jusqu'à ~1 M_sol).

Cycle CNO

Il s'agit d'un cycle dans lequel les élément C, N et O sevent de catalyseur à la transformation du H en He. Il est actif pour les étoiles massives (recherche google pour le détail).

Une fois que tout l'hydrogène du coeur est brûlé et converti en He, il n'y a plus de réactions nucléaires pour soutenir la force de gravitation. Le coeur s'effondre en augmentant pression et température. Une fois une température suffisante atteinte, la combustion du He commence.

Celle-ci fournit surtout du C et de l'O.

Pour les étoiles peu massives, l'histoire s'arrête là.
Pour les plus lourdes:
Ensuite, rebelote, le C est brûlé, et convertit en éléments plus lourds (O, Ne)..., puis vient la combustion du néon 22, puis de l'oxygène 16, puis du Si 28, qui fournit le coeur de Ni-Fe.

Au bout d'un moment les étoiles ont brulé tout l'hydrogène disponible, et la chaleur dégagée pendant ces réactions de fusion n'est plus présente pour équilibrer l'effondrement gravitationnel, l'étoile se comprime donc de plus en plus jusqu'à exploser. Ainsi les éléments lourds se retrouvent éparpiller un peu partout, puis finissent par former des planetes par accrétion.

L'effondrement ne se produit pas à la fin de la combustion de H, mais bien de la combustion du Si (pour les étoiles massives, qui seules sont capable de synthétiser des éléments lourds).

[inviteca4b3353]

Quelques corrections sur les réactions nucléaires dans les étoiles:

merci pour ces précisions !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite191f32ca]

Oui merci à toi!