Nuclear reactions in astrophysics

Institut d'Astronomie, d'Astrophysique et de Géophysique, CP 165, Université Libre de Bruxelles, Belgium

Abstract

At all times and at all astrophysical scales, nuclear reactions have played and continue to play a key role. This concerns the energetics as well as the production of nuclides (nucleosynthesis). After a brief review of the observed composition of various objects in the universe, and especially of the solar system, the basic ingredients that are required in order to build up models for the chemical evolution of galaxies are sketched. Special attention is paid to the evaluation of the stellar yields through an overview of the important burning episodes and nucleosynthetic processes that can develop in non-exploding or exploding stars. Emphasis is put on the remaining astrophysical and nuclear physics uncertainties that hamper a clear understanding of the observed characteristics, and especially compositions, of a large variety of astrophysical objects.

Résumé

A toutes les époques et échelles astrophysiques, les réactions nucléaires ont joué et continuent à jouer un rôle dominant en ce qui concerne aussi bien l'énergétique que la production de nucléides (nucléosynthèse). Après une brève revue de la composition chimique et isotopique observée dans divers objets de l'Univers, et en particulier dans le système solaire, les ingédients de base nécessaires à la construction de modèles de l'évolution chimique des galaxies sont présentés. Une attention particulière est portée à l'évaluation de la contribution nucléosynthétique stellaire au travers d'une analyse des épisodes importants de combustion nucléaire à l'intérieur des étoiles en explosion ou non et d'une discussion de la nucléosynthèse concomitante. L'accent est mis sur les incertitudes astrophysiques et nucléaires qui empêchent encore d'accéder à une compréhension claire des caractéristiques, et en particulier des compositions, observées pour une grande variété d'objets astrophysiques.