Subatomární částice
I když se astrofyzici zabývají největšími objekty ve vesmíru, nemůžete pochopit, jak fungují, pokud nerozumíte také nejmenším objektům ve vesmíru. Jedná se o částice, které jsou ještě menší než jeden atom, a proto se nazývají subatomární částice. Atomy, jak možná víte, se skládají z jádra obklopeného obíhajícími elektrony. Jádro atomu se skládá z protonů a neutronů. Kromě nich existuje mnoho dalších subatomárních částic, které potřebujeme znát, abychom pochopili vnitřní fungování hvězdy.
Protony
Protony jsou jedním ze základních stavebních kamenů, ze kterých se skládají atomy. Nejjednodušší atom, atom vodíku, je vlastně jen jeden proton obíhaný jedním elektronem. Ve hvězdách je většina vodíku ionizována (ztrácí elektron), což znamená, že když mluvíme o vodíku uvnitř hvězd, obvykle mluvíme jen o protonech.
Protony jsou na subatomární částice poměrně velké a těžké a nesou kladný náboj.
Neutrony
Neutrony jsou velmi podobné protonům, protože se nacházejí v jádře atomu a jsou poměrně velké. Na rozdíl od protonů však neutron nemá náboj. Neutrony jsou důležité při vzniku atomů, protože pomáhají stabilizovat jádro. Atom, který má příliš mnoho nebo příliš málo neutronů, obvykle nevydrží příliš dlouho a jednoduše se rozpadne na menší atomy, které jsou stabilnější.
Elektrony
Elektrony jsou záporně nabité částice, které obvykle obíhají kolem jádra atomu. Elektrony jsou mnohem menší než protony nebo neutrony. Přestože jsou tak malé, jejich náboj je stejně silný jako náboj protonu, což znamená, že jeden proton a jeden elektron se vzájemně vyrovnají.
Přestože se elektrony v jádře atomu běžně nevyskytují, jádro atomu občas odevzdá elektron v procesu známém jako rozpad beta. Při něm se neutron změní na proton a uvolní se elektron, aby se vyrovnaly náboje. Může dojít i k opačnému procesu, kdy jádro atomu může absorbovat elektron, čímž se proton změní na neutron. Tomuto jevu se říká elektronový záchyt.
Pozitrony
Pozitrony jsou částice antihmoty. Jsou ekvivalentem antihmoty k elektronu, což znamená, že jsou to malé, kladně nabité částice. Pozitrony vznikají při procesu fúze vodíku, kdy odnášejí kladný náboj z protonů, aby se z nich mohly stát neutrony. Protože jsou však pozitrony antihmotou, obvykle se nedostanou příliš daleko. Jakmile se jeden z nich dostane do kontaktu s elektronem (kterých má většina atomů hodně), obě částice navzájem anihilují a uvolní gama záření.
Neutrina
Neutrina jsou velmi malé, neutrálně nabité částice. Jsou ještě méně hmotná než elektrony a pozitrony. Protože jsou tak malá a neinteragují s elektromagnetickými poli, neutrina obvykle procházejí přímo pevnou hmotou, takže je velmi obtížné je detekovat. Odnášejí energii z reakcí ve formě vlastní kinetické energie. Protože je velmi nepravděpodobné, že by tyto malé částice na své cestě z hvězdy interagovaly s jinými částicemi, obvykle odnášejí svou energii do vesmíru.
Jediným případem, kdy neutrina skutečně hodně reagují s jinými částicemi, jsou obrovské neutrinové záblesky, k jakým dochází například při výbuchu supernovy. Během supernovy se uvolní tolik neutrin, že narazí do jiných částic, přenesou obrovské množství energie a odstartují nové fúzní reakce.
Gamma záření
Gamma záření jsou fotony neboli částice světla s extrémně vysokou energií. Gama paprsky nemají hmotnost, ale mohou nést obrovské množství energie a přesto mohou interagovat s jinými částicemi. Proto je gama záření jedním z nejnebezpečnějších druhů záření pro člověka.
.