Le soleil siége de réaction

3. L’origine des éléments chimiques

Le Soleil, siège de réactions de fusion

Introduction : Il existe principalement dans l’univers de l’hydrogène et de l’hélium. Ces éléments chimiques se trouvent également dans les étoiles formées au cours d’un ensemble de processus appellé  “nucléosynthèse”.

Comment sont formés les éléments composants l’étoile ?

Document 1 : Nucléosynthèse primordiale

Ce document représente la nucléosynthèse primordiale qui a lieu lors des premières minutes du Bing Bang.  Quelque seconde après l’explosion, des particules élémentaires fusionnent entre elles et forment les noyaux des atomes d'hydrogène, d’hélium et de lithium qui eux même fusionnent formant deux isotopes d’hydrogène : le deutérium et tritium, l’hélium 3 et 4, le lithium 6 et 7 ainsi que le béryllium 7. 300 secondes après le Bing Bang, la température et la densité baissent empêchant les réactions de fusion continue.

Document 2 : Nucléosynthèse stellaire

La nucléosynthèse stellaire précède la primordiale, elle correspond à toute la durée de vie de l’étoile. Premièrement,- les éléments lourds sont formés dans l’étoile et les noyaux d’hydrogène fusionnent à l’aide de la chaîne « protons-protons » dans laquelle des protons issu de noyaux d’hydrogène fusionnent, formant ainsi les « particules α » soit les noyaux d’hélium 4 . Cela libère deux positon e+ , deux neutrinos ν et de l’énergie E.

[pic 1]

-Le cycle CNO (Carbone Nitreyen Oxygene) à plusieurs réaction à la suite pour former des éléments chimiques lourds allant jusqu’au fer (Z=26).

Document 3 : Cycle CNO

On a ici un schéma expliquant le cycle CNO en francais le cycle carbone-azote-Oxygène qui est l'une des deux réactions de fusion nucléaire par lesquelles les étoiles convertissent de l'hydrogène en hélium;(on approfondira ce cycle lors de la question 2)

Document 4 : Nucléosynthèse explosive

Ce document explique la nucléosynthèse explosive, ce qui correspond à la « mort » de l’étoile. En effet, au fur et à mesure qu’elle forme des éléments de plus en plus lourds, sa masse augmente jusqu’à s’effondrer sous son propre poids ce qui donne une explosion, éjectant les couches externes de l’étoile qui contiennent ses éléments chimiques. Lors de cet explosion, des éléments plus lourd que le fer () se forment.[pic 2]

1. Décrivez les principales étapes de la vie d’une étoile.

Il y a 3 étapes a la vie d’une étoile :

-Lors de la nucléosynthèse primordiale, les particules élémentaires fusionnent formant les noyaux d’atomes d’hydrogène, d’hélium et de lithium, et ils fusionnent ensuite.

- Ensuite, lors de la nucléosynthèse stellaire, c'est-à-dire durant toute la vie de l’étoile, des éléments chimiques lourd se forme pendant la réaction de fusion, allant jusqu’au fer (Z=26) elle se fait de deux façon la chaîne « protons-protons » et le cycle CNO.

-La vie de l’étoile prend fin par 2 différente manière qui dépend de son poids et qui est causé dû au manque d’hélium qu’on appelle la nucléosynthèse explosive.

                    - l'étoile devient de plus en plus dense et maigrit alors que son atmosphère est très instable. Seul reste le noyau appelé naine blanche.

                     -Les étoiles les plus massives explosent : leur noyau se contracte brutalement,Il s'agit d'une explosion de supernova ou hypernova, très brillante.

1. Écrivez les équations du cycle CNO.

• Réaction 1 : C’est la fusion qui permet la transformation du carbone 12 en azote 13. Le noyau de Carbone 12 absorbe un noyau d’hydrogène (proton), formant ainsi le noyau de l’azote 13 qui émet un rayonnement γ.

[pic 3]

• Réaction 2 : L’azote 13 se désintègre et forme le carbone 13 en éjectant un positon e et émettant un neutrino ν.

[pic 4]

• Réaction 3 : Le carbone 13 absorbe un noyau proton et forme un noyau d'azote 14 qui émet un rayonnement γ.

[pic 5]

• Réaction 4 : L’azote 14 absorbe un proton et forme un noyau d’oxygène 15 qui émet un rayonnement γ.

[pic 6]

-Réaction 5 : L’oxygène 15 se désintègre et forme l’azote 15 en éjectant un positon e et en émettant un neutrino ν.

[pic 7]

-Réaction 6 : L’azote 15 absorbe un proton et forme le carbone 12 en éjectant un noyau d’hélium 4 et émet un rayonnement γ

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