As estrelas são pilhas atómicas que funcionam em regime permanente há imenso tempo, na maioria dos casos. Nas regiões profundas da estrela, onde as temperaturas atingem de dez a vinte milhões de graus, produzem-se e mantêm-se reações termonucleares. São possíveis três ciclos de reações nucleares:
1 - O ciclo mais elementar, chamado ciclo protão-protão ou ciclo (P,P), é predominante a temperaturas internas menos elevadas e são semelhantes aos que se verificam na bomba de hidrogénio. O débito de energia aumenta na razão de potência 4 da temperatura (T4) local.
2 - O segundo ciclo toma o nome do ciclo do carbono ou do carbono-azoto (C;N). Também se designa por ciclo de Bethe. Foi proposto por este cientista sete anos antes da explosão das primeiras bombas atómicas. O carbono e o azoto intervêm como catalisadores e o resultado final é o da conversão do hidrogénio em hélio. Implica temperaturas mais elevadas (T8) que as do primeio ciclo, mas origina rendimentos energéticos maiores.
3 - O terceiro ciclo denomina-se de ciclo da combustão do hélio e decorre a temperaturas altíssimas, na ordem de potência de 40 da temperatura (T40). Apenas ocorre quando todo os hidrogénio já foi consumido nos dois ciclos anteriores. A produção de berílio 8, em contacto com o hélio, leva à produção de carbono 12 e libertação massiva de energia.
As estrelas quentes irradiam em função do ciclo de Bethe, enquanto as mais frias dependem do ciclo de protão-protão. Segundo cálculos, 99% da energia do nosso Sol depende do ciclo protão-protão. O segundo e terceiro ciclos decorrem em estrelas um pouco mais quentes que a nossa. A temperatura do Sol anda um pouco abaixo dos 14 milhões de graus. Há medida que a estrela for consumindo todo o hidrogénio, dar-se-à o flash da combustão do hélio, e posteriormente o flash do carbono, o do oxigénio...à medida que se vão esgotando os carburentes nucleares no seio da estrela...
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