Wat is het Triple-Alpha-proces?
Het triple-alpha-proces is het middel waarmee sterren heliumkernen samensmelten tot koolstof- en zuurstofkernen wanneer ze hun waterstofbrandstof hebben verbruikt. Het initiëren van het triple-alfa-proces vereist aanhoudende temperaturen van meer dan 100.000.000 K en een voldoende dichtheid van helium. Dit gebeurt wanneer een ster door waterstofverbranding in zijn kern aanzienlijke hoeveelheden helium "as" begint op te bouwen. Het helium kan nergens heen en produceert geen eigen energie, dus het aggregeert in de kern en trekt samen. De samentrekking verhoogt de hitte en druk enorm. Bij 100 mega Kelvin begint het triple-alpha-proces, ook bekend als heliumverbranding.
Het triple-alpha-proces krijgt zijn naam omdat het proces de fusie is van drie alfadeeltjes. Een alfadeeltje is twee protonen en twee neutronen die aan elkaar zijn gebonden, wat hetzelfde is als een heliumkern. Onder de kolossale druk op de stellaire kern kunnen twee heliumkernen worden overgehaald om te combineren tot een berylliumkern, waarbij een gammastraal vrijkomt. De berylliumkern is onstabiel, binnen 2,6 x 10-16 seconden stort hij terug in heliumkernen. Maar als er genoeg berylliumkernen continu worden gecreëerd, zal men uiteindelijk samengaan met een andere energetische heliumkernen en koolstof creëren, een kernen met in totaal zes protonen en zes neutronen.
Het drievoudige-alfa-proces vindt laat in hun leven plaats in alle sterren met een lage tot gemiddelde massa (0,6-10 zonne-massa's). Na de Red Giant-fase, die traditionele waterstofverbranding in een gecomprimeerde schaal rond een heliumkern kenmerkt, stort de kern in en begint helium te verbranden, waarbij de ster in de asymptotische gigantische tak van het Hertzsprung-Russell-diagram wordt gelanceerd, dat de helderheid van de ster vergelijkt met het spectrale type .
De snelheid van de drievoudige alfa-reactie is sterk afhankelijk van de temperatuur van de kern - de reactiesnelheid is het product van de temperatuur tot het 30e vermogen en de kwadraatdichtheid. In kleine sterren wordt de heliumkern zo dicht dat het een vorm van gedegenereerde materie wordt, waar stijgingen in temperatuur niet overeenkomen met stijgingen in volume. Dit kan leiden tot een weggelopen drievoudige alfa-reactie genaamd een heliumflits, waarbij 60-80% van het helium in de kern in minuten wordt verbrand. Voor grotere sterren begint helium te smelten op een schaal buiten een koolstofkern, waardoor het de gedegenereerde materie niet kan bereiken. In deze grotere sterren begint uiteindelijk koolstofverbranding.