Cos'è il processo Triple-Alpha?
Il processo alfa triplo è il mezzo con cui le stelle fondono i nuclei di elio in carbonio e nuclei di ossigeno quando hanno esaurito il loro combustibile a idrogeno. L'avvio del processo a tripla alfa richiede temperature sostenute di oltre 100.000.000 K e una densità sufficiente di elio. Questo accade quando una stella inizia a accumulare notevoli quantità di "cenere" di elio nel suo nucleo dalla combustione dell'idrogeno. L'elio non ha un posto dove andare e non produce la propria energia, quindi si aggrega nel nucleo e si contrae. La contrazione aumenta enormemente il calore e la pressione. A 100 megaKelvin, inizia il processo alfa triplo, noto anche come combustione dell'elio.
Il processo alfa triplo prende il nome perché il processo è la fusione di tre particelle alfa. Una particella alfa è costituita da due protoni e due neutroni legati insieme, che è la stessa cosa di un nucleo di elio. Sotto le colossali pressioni sul nucleo stellare, due nuclei di elio possono essere coassiali per combinarsi in un nucleo di berillio, rilasciando un raggio gamma nel processo. Il nucleo di berillio è instabile, entro 2,6 × 10 -16 secondi, ricade nei nuclei di elio. Ma se vengono continuamente creati abbastanza nuclei di berillio, alla fine uno si fonderà con un altro nucleo di elio energetico e creerà carbonio, un nucleo con un totale di sei protoni e sei neutroni.
Il processo alfa triplo si verifica in tutte le stelle di massa da bassa a intermedia (0,6-10 masse solari) nelle ultime fasi della loro vita. Dopo lo stadio Red Giant, che presenta la tradizionale combustione dell'idrogeno in un guscio compresso attorno a un nucleo di elio, il nucleo collassa e inizia a bruciare elio, lanciando la stella nel ramo gigante asintotico del diagramma Hertzsprung-Russell, che confronta la luminosità della stella con il tipo spettrale .
La velocità della tripla alfa dipende fortemente dalla temperatura del nucleo: la velocità di reazione è il prodotto della temperatura alla 30a potenza e alla densità al quadrato. Nelle piccole stelle, il nucleo di elio diventa così denso che diventa una forma di materia degenerata, dove gli aumenti di temperatura non corrispondono ad aumenti di volume. Ciò può portare a una tripla alfa fuggitiva chiamata un lampo di elio, in cui il 60-80% di elio nel nucleo viene incenerito in pochi minuti. Per le stelle più grandi, l'elio inizia a fondersi su un guscio all'esterno di un nucleo di carbonio, impedendogli di raggiungere lo stato di materia degenerata. In queste stelle più grandi, infine, iniziati a bruciare carbone.