ბოლო წლებში ბირთვული ასტრონომია ასტროფიზიკის ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს მიმართულებად იქცა. ეს განპირობებულია იმით, რომ ბირთვული ასტრონომია წარმოადგენს მეცნიერების დარგს, რომელიც აკავშირებს ასტრონომიას, ასტროფიზიკას, ბირთვულ ფიზიკასა და ელემენტარულ ნაწილაკთა ფიზიკას. მომდევნო მიმოხილვაში გაგაცნობთ ბირთვული ასტრონომიის ზოგიერთ ამოცანასა და მის წინაშე მდგარ პრობლემებს, რომლებიც სამყაროს ევოლუციასთანაა დაკავშირებული მისი ადრეული სტადიიდან დღემდე.

      2009 წელს გამოქვეყნდა NASA-ს კოსმოსური ტელესკოპის IBEX (Interstellar Boundary Explorer) მონაცემები კოსმოსური წარმოშობის ნეიტრალური ატომების, კერძოდ, იონიზირებული ჰელიუმის დაფიქსირების შესახებ. ნეიტრალური ბუნების გამო ჰელიუმის ბირთვები არ ექცევიან მზის მაგნიტური ველის ზემოქმედების ქვეშ და მათ შეუძლიათ გადმოკვეთონ მზის სისტემის საზღვრები, სადაც მზის ქარი ურთიერთქმედებს ვარსკვლავთშორისო სივრცის გამოსხივებასთან. აღსანიშნავია, რომ კოსმოსური წარმოშობის ნეიტრალური ატომები პირველად დაიმზირა. კოსმოსიდან მომავალი ბირთვების რეგისტრაციისთვის სხვა კოსმოსური მისიებიც არის დაგეგმილი.

      ბირთვული წვის წონასწორული სტადია ვარსკვლავების განვითარების ყველაზე ხანგრძლივი პერიოდია. შინაგან სითბურ წნევასა და გრავიტაციულ შეკუმშვას შორის წონასწორობის მიღწევა ვარსკვლავში რამდენიმე საფეხურის გავლით ხორციელდება. დასაწყისში ბირთვული სინთეზი მიმდინარეობს წყალბადის წვის ხარჯზე. ამ დროს გამოიყოფა ენერგიის დიდი რაოდენობა და წარმოიქმნება დეიტერიუმი და ჰელიუმი. წყალბადის გამოწვის შემდეგ იწყება უფრო მძიმე ელემენტების – CNO (ნახშირბადი-აზოტი-ჟანგბადი) ჯგუფის ბირთვების სინთეზი. შემდგომ კი წარმოიშვება კიდევ უფრო მძიმე ელემენტები რკინის ჯგუფის ბირთვების ჩათვლით. ყველა ეტაპზე მიმდინარე ბირთვული რეაქციების თვისებები, ვარსკვლავებისთვის დამახასიათებელი ექსტრემალური ტემპერატურებისა და წნევების პირობებისთვის, უმრავლეს შემთხვევაში ნაკლებადაა შესწავლილი, ან საერთოდ არ არის ცნობილი. ამიტომ ბირთვული ასტრონომიის მიერ მოწოდებული მონაცემები მნიშვნელოვანია არა მარტო ვარსკვლავების შესასწავლად, არამედ ბირთვული ფიზიკისთვისაც.

      ვარსკვლავების ევოლუცია აფეთქების სტადიით მთავრდება, რაც გამოწვეულია შინაგან სითბურ წნევასა და გრავიტაციულ შეკუმშვას შორის წონასწორობის დარღვევით. ამ დროს დიდი რაოდენობით ხორციელდება ჯერ კიდევ შეუსწავლელი რეაქციები, როგორიცაა, მაგალითად, ბირთვების მიერ ნეიტრონებისა და პროტონების სწრაფი ჩაჭერა, მისი თანმხლები სხვადასხვა არასტაბილური იზოტოპების წარმოშობით. როგორც ასტროფიზიკის, ასევე ბირთვული ფიზიკის თვალსაზრისით, მნიშვნელოვანია სად და რა პირობებში ხდება მსგავსი რეაქციები, მხოლოდ ზეახალი ვარსკვლავების აფეთქებისას თუ სხვა პროცესებშიც.

      სხვადასხვა ტიპის ბირთვული პრობლემა აგრეთვე თავს იჩენს მასიური ვარსკვლავების რკინის ბირთვების კოლაფსის მექანიზმის ახსნისას. და ბოლოს, ლაბორატორიულ პირობებში ვერ ხერხდება ვარსკვლავთშორის და გალაქტიკათაშორის პლაზმაში მიმდინარე რეაქციების განხორციელება და შესწავლა.

      ყველა ჩამოთვლილი პრობლემა შეიძლება ნაწილობრივ ან სრულად იქნეს გადაწყვეტილი ციურ სხეულებში სხვადასხვა ბირთვების განაწილების შესწავლის საფუძველზე და ბირთვული რეაქციების ტიპიურ გამოვლინებებზე დაკვირვებებით.

      ბირთვული ასტრონომია აგრეთვე ქიმიური ელემენტების წარმოშობის შესწავლაში გვეხმარება. ცნობილია, რომ არც ქიმიურ და არც ბიოლოგიურ პროცესებს არ შეუძლიათ ერთი ელემენტის მეორეში გარდაქმნა. მხოლოდ ბირთვულ რეაქციებსა და რადიაციულ დაშლებს ძალუძთ ელემენტების სახეცვლილება. ამიტომ ამჟამად არსებული ქიმიური ელემენტების ფარდობითი რაოდენობა წარმოადგენს სამყაროს ისტორიის მანძილზე მიმდინარე ბირთვული რეაქციების გამოძახილს.