O que é o processo Triple-Alpha?

O processo alfa-triplo é o meio pelo qual as estrelas fundem núcleos de hélio em núcleos de carbono e oxigênio quando esgotam seu combustível de hidrogênio. O início do processo triplo-alfa requer temperaturas sustentadas acima de 100.000.000 K e uma densidade suficiente de hélio. Isso acontece quando uma estrela começa a acumular quantidades substanciais de "cinza" de hélio em seu núcleo pela queima do hidrogênio. O hélio não tem para onde ir e não produz energia própria; portanto, agrega-se no núcleo e nos contratos. A contração aumenta tremendamente o calor e a pressão. Com 100 megaKelvins, inicia o processo triplo alfa, também conhecido como queima de hélio.

O processo triplo-alfa recebe esse nome porque o processo é a fusão de três partículas alfa. Uma partícula alfa é composta por 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 combinarem em um núcleo de berílio, liberando um raio gama no processo. O núcleo de berílio é instável. Dentro de 2,6 × ^10-16 segundos, ele entra em colapso em núcleos de hélio. Mas se núcleos suficientes de berílio estiverem sendo criados continuamente, eventualmente um se fundirá com outro núcleo energético do hélio e criará carbono, um núcleo com um total de seis prótons e seis nêutrons.

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

A velocidade da reação triplo-alfa depende fortemente da temperatura do núcleo - a taxa de reação é o produto da temperatura até a 30ª potência e a densidade ao quadrado. Em pequenas estrelas, o núcleo do hélio fica tão denso que se torna uma forma de matéria degenerada, onde os aumentos de temperatura não correspondem a aumentos de volume. Isso pode levar a uma reação tripla alfa descontrolada, chamada de 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-o de atingir o estado de matéria degenerada. Nessas estrelas maiores, eventualmente começa a queima de carbono.