Subatomare partikler
Selv om astrofysikere ser på de største objekter i universet, kan man ikke forstå, hvordan de fungerer, medmindre man også forstår de mindste objekter i universet. Det er partikler, der er endnu mindre end et enkelt atom, og de kaldes derfor subatomare partikler. Atomer består, som du måske ved, af en kerne, der er omgivet af elektroner i kredsløb. Atomkernen i et atom består af protoner og neutroner. Udover disse er der mange andre subatomare partikler, som vi skal kende til for at forstå, hvordan en stjerne fungerer indvendigt.
Protoner
Protoner er en af de grundlæggende byggesten, som udgør atomerne. Faktisk består det enkleste atom, et brintatom, blot af en proton i kredsløb om en enkelt elektron. I stjerner er det meste af brinten blevet ioniseret (mister sin elektron), hvilket betyder, at når vi taler om brint inde i stjerner, taler vi normalt kun om protoner.
Protoner er ret store og tunge for at være subatomare partikler, og de bærer en positiv ladning.
Neutroner
Neutroner minder meget om protoner, idet de findes i atomets kerne, og de er ret store. I modsætning til protoner har en neutron dog ingen ladning. Neutroner er vigtige i forbindelse med skabelsen af atomer, fordi de er med til at stabilisere atomkernen. Et atom, der har for mange eller for få neutroner, vil generelt ikke holde særlig længe og vil simpelthen gå i stykker i mindre atomer, der er mere stabile.
Elektroner
Elektroner er negativt ladede partikler, der generelt kredser i kredsløb om atomets kerne. Elektroner er meget mindre end protoner eller neutroner. På trods af at de er så små, er deres ladning lige så stærk som en proton, hvilket betyder, at en proton og en elektron vil udligne hinanden.
Selv om der normalt ikke findes elektroner i atomets kerne, vil atomets kerne af og til afgive en elektron i en proces, der kaldes beta-henfald. Når dette sker, bliver en neutron til en proton, og en elektron frigives for at udligne ladningerne. Det modsatte kan også ske, hvor et atoms kerne kan optage en elektron, hvorved en proton bliver til en neutron. Dette kaldes for elektronindfangning.
Positroner
Positroner er partikler af antimaterie. De er antimateriens ækvivalent til en elektron, hvilket betyder, at de er små, positivt ladede partikler. Positroner skabes under brintfusionsprocessen, hvor de bærer den positive ladning fra protoner, så de kan blive til neutroner. Men da positroner er antimaterie, når de normalt ikke særlig langt. Så snart en kommer i kontakt med en elektron (som de fleste atomer har mange af), annihilerer de to partikler hinanden og frigiver gammastråler.
Neutrinoer
Neutrinoer er meget små, neutralt ladede partikler. De er endnu mindre massive end elektroner og positroner. Fordi de er så små, og fordi de ikke interagerer med elektromagnetiske felter, passerer neutrinoer normalt lige igennem fast stof, hvilket gør dem meget svære at opdage. De bærer energi væk fra reaktioner i form af deres egen kinetiske energi. Da det er meget usandsynligt, at disse små partikler interagerer med andre partikler på deres vej ud af stjernen, bærer de generelt deres energi væk ud i rummet.
Det eneste tidspunkt, hvor neutrinoer virkelig reagerer meget med andre partikler, er under store neutrinoudbrud, som den slags, der opstår under en supernova. Under en supernova frigives der så mange neutrinoer, at de styrter ind i andre partikler og overfører enorme mængder energi og sætter nye fusionsreaktioner i gang.
Gammastråler
Gammastråler er fotoner, eller lyspartikler, med ekstremt høj energi. Gammastråler har ingen masse, men de kan bære enorme mængder energi og kan stadig interagere med andre partikler. Det gør gammastråler til en af de farligste former for stråling for mennesker.