¿Cuál es el proceso triple alfa?

El proceso triple alfa es el medio por el cual las estrellas fusionan los núcleos de helio en núcleos de carbono y oxígeno cuando han agotado su combustible de hidrógeno. Iniciar el proceso triple alfa requiere temperaturas sostenidas de más de 100,000,000 K y una densidad suficiente de helio. Esto sucede cuando una estrella comienza a desarrollar cantidades sustanciales de "cenizas" de helio en su núcleo a partir de la quema de hidrógeno. El helio no tiene a dónde ir y no produce su propia energía, por lo que se agrega en el núcleo y contrata. La contracción aumenta el calor y la presión enormemente. Con 100 megakelvins, el proceso triple alfa, también conocido como quema de helio, se inicia.

El proceso triple alfa obtiene su nombre porque el proceso es la fusión de tres partículas alfa. Una partícula alfa es dos protones y dos neutrones unidos, que es lo mismo que un núcleo de helio. Bajo las presiones colosales en el núcleo estelar, dos núcleos de helio pueden ser coaxados para combinarse en un núcleo de berilio, relaliviar un rayo gamma en el proceso. El núcleo de berilio es inestable, dentro de 2.6 × 10 -16 segundos, se colapsa nuevamente en los núcleos de helio. Pero si suficientes núcleos de berilio se crean continuamente, eventualmente uno se fusionará con otros núcleos de helio energéticos y creará carbono, un núcleo con un total de seis protones y seis neutrones.

El proceso triple alfa ocurre en todas las estrellas de masa baja a intermedia (0.6-10 masas solares) al final de su vida. Después de la etapa gigante roja, que presenta la quema de hidrógeno tradicional en una cubierta comprimida alrededor de un núcleo de helio, el núcleo colapsa y comienza a quemar helio, lanzando la estrella con la rama gigante asintótica del diagrama Hertzsprung-Russell, que compara la luminosidad de la estrella con el tipo espectral.

La velocidad de la reacción triple alfa depende en gran medida de la temperatura del núcleo: la velocidad de reacción es el producto de TLa temperatura a la 30ª potencia y la densidad cuadrada. En pequeñas estrellas, el núcleo de helio se vuelve tan denso que se convierte en una forma de materia degenerada, donde los aumentos de temperatura no corresponden a aumentos en el volumen. Esto puede conducir a una reacción triple alfa fugitiva llamada flash de helio, donde el 60-80% del helio en el núcleo se incineran en minutos. Para las estrellas más grandes, Helium comienza a fusionarse en una concha fuera de un núcleo de carbono, evitando que llegue al estado de la materia degenerada. En estas estrellas más grandes, finalmente se inicia la quema de carbono.