Quel est le processus Triple-Alpha?
Le procédé triple alpha est le moyen par lequel les étoiles fusionnent des noyaux d'hélium en noyaux de carbone et d'oxygène lorsqu'elles ont épuisé leur combustible d'hydrogène. Le lancement du procédé triple alpha nécessite des températures soutenues supérieures à 100 000 000 K et une densité suffisante d’hélium. Cela se produit lorsqu'une étoile commence à accumuler des quantités importantes de «cendres» d'hélium dans son noyau à partir de la combustion de l'hydrogène. L'hélium n'a nulle part où aller et ne produit pas sa propre énergie. Il s'agglomère donc dans le noyau et se contracte. La contraction augmente énormément la chaleur et la pression. À 100 mégaKelvins, le processus triple alpha, également connu sous le nom de combustion à l'hélium, est initié.
Le processus triple-alpha tire son nom de la fusion de trois particules alpha. Une particule alpha est constituée de deux protons et de deux neutrons liés, ce qui revient au même qu’un noyau d’hélium. Sous les pressions colossales au cœur de l'étoile, deux noyaux d'hélium peuvent être combinés pour former un noyau de béryllium, libérant ainsi un rayon gamma. Le noyau de béryllium est instable. En moins de 2,6 × 10 -16 secondes, il se replie en noyaux d’hélium. Mais si suffisamment de noyaux de béryllium sont continuellement créés, l'un d'eux finira par fusionner avec un autre noyau d'hélium énergétique et créera du carbone, un noyau avec un total de six protons et six neutrons.
Le processus triple alpha se produit tardivement dans toutes les étoiles de masse faible à intermédiaire (0,6 à 10 masses solaires). Après l’étape Red Giant, qui consiste à brûler de l’hydrogène traditionnel dans une coque comprimée autour d’un noyau d’hélium, le noyau s’effondre et commence à brûler de l’hélium, lançant l’étoile dans la branche géante asymptotique du diagramme de Hertzsprung-Russell, qui compare la luminosité de l’étoile au type spectral. .
La vitesse de la réaction triple-alpha dépend fortement de la température du coeur - la vitesse de réaction est le produit de la température à la puissance 30 et de la densité au carré. Dans les petites étoiles, le noyau d'hélium devient si dense qu'il devient une forme de matière dégénérée, où les augmentations de température ne correspondent pas à des augmentations de volume. Cela peut conduire à une réaction triple alpha explosive appelée flash à l'hélium, dans laquelle 60 à 80% de l'hélium dans le noyau est incinéré en quelques minutes. Pour les étoiles plus grandes, l'hélium commence à fondre sur une coque à l'extérieur d'un noyau de carbone, l'empêchant d'atteindre l'état de matière dégénérée. Dans ces étoiles plus grandes, la combustion du carbone commence éventuellement.