Ядерна астрофізика — розділ астрофізики, що вивчає роль процесів мікросвіту в космічних явищах.
Предмет ядерної астрофізики — ядерні процеси в зорях та інших космічних об'єктах, унаслідок яких виділяється енергія й утворюються хімічні елементи. Ці процеси охоплюють ядерні реакції та радіоактивний розпад нестійких ядер. Ядерні процеси, що відбуваються на ранніх, дозоряних стадіях еволюції Всесвіту, не є предметом дослідження ядерної астрофізики — їх вивчають у теорії космологічного нуклеосинтезу. Предметом дослідження ядерної астрофізики є також процеси випромінювання й поглинання нейтрино під час спалахів наднових, гравітаційного колапсу зір (під час утворення нейтронних зір і чорних дір). До ядерної астрофізики належать також нейтринна астрофізика та фізика космічних променів.
Ядерна астрофізика спирається на досягнення ядерної фізики та фізики елементарних частинок, використовує дані, одержані з вивчення спектрів різних космічних променів, складу космічного проміння та метеоритів. Ядерна астрофізика — основа теорії внутрішньої будови та еволюції зір; вона пояснює спостережувану різноманітність типів зір, механізми виділення енергії в них, походження і поширеність хімічних елементів, визначає вік небесних тіл ядерними методами. Джерелами енергії зір є термоядерні реакції синтезу гелію і більш важких елементів з водню в умовах зоряних надр; ці реакції зумовлюють також еволюцію хімічного складу зір. Викиди речовини з небесних тіл збагачують важкими елементами міжзоряне середовище. Важкі ядра і частина гелію утворюються в зорях, але основна частина гелію синтезувалась, згідно з моделлю «гарячого Всесвіту», на ранній (дозоряній) стадії еволюції Всесвіту.
Досліджувані процеси Головними процесами, на засадах використання яких побудовано всі сучасні теорії формування, будови та еволюції зір, спалахів наднових, утворення хімічних елементів, є такі: H-процес — перетворення водню у гелій під час реакцій водневого циклу і вулецево-азотного циклу; це джерело енергії для зір головної послідовності; α-процес — сукупність гелієвих реакцій та реакцій ядер вуглецю і кисню в надрах зір-гігантів; e-процес — утворення елементів групи заліза в ядрах зір на пізніх стадіях еволюції, при температурах близько 3•109 К (тобто, перед спалахом наднової); s-процес — повільний процес захоплення нейтронів у ядрах зір; r-процес — швидкий процес захоплення нейтронів (зокрема, відбувається під час спалахів наднових); p-процес — утворення обійдених ядер у реакціях за участі протонів; rp-процес — швидке послідовне захоплення ядрами протонів; X-процес — утворення Li, Be, B у незрівноваженій плазмі у разі реакцій сколювання; Нейтронізація ядер — перетворення сукупності ядер та високоенергійних електронів у нейтронну рідину; Емісія нейтрино й антинейтрино у разі гравітаційного колапсу; Нейтринна ігнітація — запалювання термоядерних реакцій нейтринним випромінюванням у виродженій речовині зір під час колапсу їхніх вуглецево-кисневих ядер.
Серед надійно підтверджених астрономічними спостереженнями результатів лабораторних досліджень білою плямою є проблема сонячних нейтрино — .
Див. також Ядерна фізика Астрофізика Нуклеосинтез
Примітки
Література