Subatomi részecskék
Még ha az asztrofizikusok a világegyetem legnagyobb objektumait vizsgálják is, nem érthetjük meg azok működését, ha nem értjük a világegyetem legkisebb objektumait is. Ezek olyan részecskék, amelyek még egy atomnál is kisebbek, ezért szubatomi részecskéknek nevezik őket. Az atomok, mint talán tudjátok, egy atommagból állnak, amelyet keringő elektronok vesznek körül. Az atommagot protonok és neutronok alkotják. Ezeken kívül még sok más szubatomi részecske van, amelyeket ismernünk kell ahhoz, hogy megértsük egy csillag belső működését.
Protonok
A protonok az atomok egyik alapvető építőkövei. Valójában a legegyszerűbb atom, a hidrogénatom egyetlen protonból áll, amelyet egyetlen elektron kering. A csillagokban a hidrogén nagy része ionizálódott (elvesztette az elektronját), ami azt jelenti, hogy amikor a csillagok belsejében lévő hidrogénről beszélünk, általában csak protonokról beszélünk.
A protonok szubatomi részecskékhez képest meglehetősen nagyok és nehezek, és pozitív töltéssel rendelkeznek.
Neutronok
A neutronok nagyon hasonlóak a protonokhoz abban, hogy az atommagban találhatók, és meglehetősen nagyok. A protonokkal ellentétben azonban a neutronnak nincs töltése. A neutronok fontosak az atomok létrehozásában, mert segítenek stabilizálni az atommagot. Egy túl sok vagy túl kevés neutronnal rendelkező atom általában nem marad fenn túl sokáig, és egyszerűen szétesik kisebb, stabilabb atomokra.
Elektronok
Az elektronok negatív töltésű részecskék, amelyek általában az atommag körül keringenek. Az elektronok sokkal kisebbek, mint a protonok vagy a neutronok. Annak ellenére, hogy ilyen kicsik, töltésük olyan erős, mint egy protoné, ami azt jelenti, hogy egy proton és egy elektron kiegyenlíti egymást.
Noha az elektronok általában nem léteznek az atommagban, az atommag időnként lead egy elektront a béta-bomlásnak nevezett folyamat során. Ilyenkor egy neutronból proton lesz, és egy elektron szabadul fel, hogy kiegyenlítse a töltéseket. Ennek ellenkezője is előfordulhat, amikor az atommag elnyel egy elektront, és a proton neutronná alakul. Ezt nevezik elektronbefogásnak.
Pozitronok
A pozitronok az antianyag részecskéi. Ők az elektron antianyag-egyenértéke, ami azt jelenti, hogy kis, pozitív töltésű részecskék. A pozitronok a hidrogénfúzió során jönnek létre, ahol elviszik a protonok pozitív töltését, így azok neutronokká alakulhatnak. Mivel azonban a pozitronok antianyagot alkotnak, általában nem jutnak túl messzire. Amint az egyikük érintkezik egy elektronnal (amiből a legtöbb atomban sok van), a két részecske megsemmisíti egymást, gammasugarakat szabadítva fel.
Neutrínók
A neutrínók nagyon kicsi, semleges töltésű részecskék. Még az elektronoknál és a pozitronoknál is kisebb tömegűek. Mivel olyan kicsik, és nem lépnek kölcsönhatásba az elektromágneses mezőkkel, a neutrínók általában egyenesen áthaladnak a szilárd anyagon, így nagyon nehéz őket kimutatni. Saját mozgási energiájuk formájában energiát visznek el a reakciókból. Mivel nagyon valószínűtlen, hogy ezek az apró részecskék más részecskékkel kölcsönhatásba lépjenek a csillagból kifelé menet, általában az űrbe viszik el az energiájukat.
Az egyetlen alkalom, amikor a neutrínók valóban sokat reagálnak más részecskékkel, az olyan hatalmas neutrínórobbanások során történik, mint amilyenek egy szupernóva során keletkeznek. Egy szupernóva során olyan sok neutrínó szabadul fel, hogy azok más részecskékbe ütköznek, hatalmas mennyiségű energiát adva át és új fúziós reakciókat indítva el.
Gammasugarak
A gammasugarak rendkívül nagy energiájú fotonok, vagyis fényrészecskék. A gammasugaraknak nincs tömegük, de hatalmas energiát képesek hordozni, és mégis kölcsönhatásba léphetnek más részecskékkel. Ez teszi a gammasugarakat az egyik legveszélyesebb sugárzássá az emberre.