Qual é o processo triplo-alfa?

O processo triplo-alfa é o meio pelo qual as estrelas fundem núcleos de hélio nos núcleos de carbono e oxigênio quando esgotaram seu combustível de hidrogênio. O início do processo triplo-alfa requer temperaturas sustentadas de mais de 100.000.000 K e uma densidade suficiente de hélio. Isso acontece quando uma estrela começa a construir quantidades substanciais de hélio "cinzas" em seu núcleo a partir da queima de hidrogênio. O hélio não tem para onde ir e não produz sua própria energia, por isso se agrega no núcleo e contrata. A contração aumenta tremendamente o calor e a pressão. Com 100 megakelvins, o processo triplo-alfa, também conhecido como queima de hélio, inicia.

O processo triplo-alfa recebe seu nome porque o processo é a fusão de três partículas alfa. Uma partícula alfa são dois prótons e dois nêutrons unidos, o que é a mesma coisa que um núcleo de hélio. Sob as pressões colossais no núcleo estelar, dois núcleos de hélio podem ser persuadidos a se combinar em um núcleo de berílio, Relfacilitando um raio gama no processo. O núcleo do berílio é instável, dentro de 2,6 × 10 -16 segundos, ele cai de volta aos núcleos do hélio. Mas se o número suficiente de núcleos de berílio estiver sendo criado continuamente, eventualmente se fundirá com outros núcleos energéticos de hélio e criará carbono, um núcleo com um total de seis prótons e seis nêutrons.

O processo triplo-alfa ocorre em todas as estrelas de massa baixa a intermediária (massas solares de 0,6-10) no final da vida. Após o estágio gigante vermelho, que apresenta queima de hidrogênio tradicional em uma concha compactada em torno de um núcleo de hélio, o núcleo entra em colapso e começa a queimar o hélio, lançando a estrela no ramo gigante assintótico do diagrama Hertzsprung-Russell, que compara a luminosidade estrela ao tipo espectral.

A velocidade da reação tripla-alfa depende fortemente da temperatura do núcleo-a taxa de reação é o produto de tEle temperou a 30ª potência e a densidade quadrada. Em pequenas estrelas, o núcleo de hélio fica tão denso que se torna uma forma de matéria degenerada, onde os aumentos de temperatura não correspondem a aumentos no volume. Isso pode levar a uma reação fugitiva do triplo alfa, chamado flash de hélio, onde 60-80% do hélio no núcleo é incinerado em minutos. Para estrelas maiores, o hélio começa a se fundir em uma concha fora de um núcleo de carbono, impedindo que ele atinja o estado degenerado da matéria. Nessas estrelas maiores, eventualmente a queima de carbono inicia.