CNOsyklissä

CNO-syklissä on joukko protoni-katalysoituja ydinreaktioita, joiden kautta vety poltetaan heliumiksi tähtien ytimissä. C (hiili), N (typen) ja O (hapen) isotoopit toimivat katalysaattoreina, ja sykli palauttaa katalyyttiset aineksensa lopulta alkuperäisiksi. Energiantuotto CNO-syklissä riippuu voimakkaasti lämpötilasta: se hallitsee energian tuottoa suuremmissa ja kuumemmissa tähdissä, kun taas matalammissa massoissa protontien fuusiointi tapahtuu pääasiassa protont-proton -ketjulla.

Pääsykli (CNO-I) etenee seuraavasti: 12C(p,γ)13N(β+)13C(p,γ)14N(p,γ)15O(β+)15N(p,α)12C. Näin neljä protonia muuttaa veden heliumiksi, kun katalyyttiydintä kiertävä sykli palauttaa 12C-ytimen alkuperäiseen tilaan. Sykli vaatii korkean lämpötilan, tyypillisesti noin 15 miljoonan kelvinin ydinlämpötiloja, ja sen tehokkuus kasvaa nopeasti lämpötilan noustessa. CNO-syklin osuudet energian tuotossa kasvavat tähtiluokasta riippuen, ja ne vaikuttavat myös tähtien konsentraatioihin ja kemiallisiin koostumuksiin.

Tähdissä CNO-syklin merkitys korostuu erityisesti massiivisemmissa tähdissä, joissa se ohjaa hydrogenöitymisen energiantuottoa ja neutrinoituotantoa (esimerkiksi 13N- ja 15O-neutrinoiden kautta). Sykliin liittyviä reittejä tarkastellaan myös ns. hot CNO -tilanteissa korkean lämpötilan vaihtoehtoisissa fuusioissa, sekä CN- ja NO-alireitteinä. Historiaan kuuluu sen esittäminen 1930-luvulla, jolloin Hans Bethe ja Carl von Weizsäcker kehittivät ymmärrystä tähtien polttoaineesta ja CNO-syklin roolista.