Co je to proces Triple-Alpha?

Proces trojitého alfa je prostředek, kterým hvězdy fúzují jádra helia na uhlíková a kyslíková jádra, když vyčerpají své vodíkové palivo. Zahájení procesu trojitého alfa vyžaduje trvalé teploty přes 100 000 000 K a dostatečnou hustotu hélia. Toto se stane, když hvězda začne ve svém jádru hromadit značné množství "popela" helia z hoření vodíku. Hélium nemá kam jít a nevyrábí svou vlastní energii, takže se hromadí v jádru a stahuje se. Stahování ohromně zvyšuje teplo a tlak. Při 100 megaKelvinech je zahájen proces trojitého alfa, známý také jako spalování helia.

Proces trojitého alfa získává své jméno, protože tento proces je spojením tří alfa částic. Alfa částice jsou dva protony a dva neutrony spojené dohromady, což je totéž jako jádro helia. Pod kolosálními tlaky na hvězdné jádro mohou být dvě jádra helia přeměněna na sloučení do jádra berylia, čímž se uvolní paprsek gama. Jádro berylia je nestabilní, během 2,6 × 10 ^-16 sekund se zhroutí zpět do jader hélia. Ale pokud bude neustále vytvářeno dost jader berylia, nakonec se sloučí s jinými energetickými jádry helia a vytvoří uhlík, jádra s celkem šesti protony a šesti neutrony.

K procesu trojitého alfa dochází u všech hvězd s nízkou až střední hmotností (0,6–10 slunečních hmot) pozdě v životě. Po fázi červeného obra, která představuje tradiční spalování vodíku ve stlačené skořápce kolem jádra helia, se jádro zhroutí a začne spalovat helium a vypouští hvězdu do asymptotické obří větve diagramu Hertzsprung-Russell, který porovnává svítivost hvězdy se spektrálním typem .

Rychlost reakce trojitého alfa je silně závislá na teplotě jádra - rychlost reakce je součinem teploty k 30. síle a hustoty na druhou. U malých hvězd se jádro helia stává tak hustým, že se stává formou degenerované hmoty, kde zvýšení teploty neodpovídá zvýšení objemu. To může vést k útěku trojitá alfa reakce zvaná helium flash, kde 60-80% helia v jádru je spáleno během několika minut. U větších hvězd se helium začne tavit na skořápce mimo uhlíkové jádro, což mu brání v dosažení stavu degenerované hmoty. U těchto větších hvězd se iniciuje spalování uhlíku.