Procés alfa

Creació dels elements en un estel.

El procés alfa és un dels dos tipus de reaccions de fusió nuclear pels quals els estels converteixen el carboni 12, obtingut amb el procés triple alfa, en elements més pesants amb nombres atòmics i màssics parells per fusió amb partícules α.

Les reaccions són les següents, en tots els casos s'allibera energia:

$$\mathrm {_{6}^{12}C} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{8}^{16}O} +\gamma \quad 7,\!16\,\mathrm {MeV}$$$$\mathrm {_{8}^{16}O} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{10}^{20}Ne} +\gamma \quad 4,\!73\,\mathrm {MeV}$$$$\mathrm {_{10}^{20}Ne} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{12}^{24}Mg} +\gamma \quad 9,\!31\,\mathrm {MeV}$$$$\mathrm {_{12}^{24}Mg} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{14}^{28}Si} +\gamma \quad 9,\!98\,\mathrm {MeV}$$$$\mathrm {_{14}^{28}Si} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{16}^{32}S} +\gamma \quad 6,\!95\,\mathrm {MeV}$$$$\mathrm {_{16}^{32}S} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{18}^{36}Ar} +\gamma$$ $$\mathrm {_{18}^{36}Ar} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{20}^{40}Ca} +\gamma$$ $$\mathrm {_{20}^{40}Ca} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{22}^{44}Ti} +\gamma$$ $$\mathrm {_{22}^{44}Ti} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{24}^{48}Cr} +\gamma$$ $$\mathrm {_{24}^{48}Cr} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{26}^{52}Fe} +\gamma$$ $$\mathrm {_{26}^{52}Fe} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{28}^{56}Ni} +\gamma$$ $$\mathrm {_{28}^{56}Ni} +\mathrm {_{2}^{4}He} +\gamma \rightarrow \mathrm {_{30}^{60}Zn}$$ (L'energia es consumeix i el nucli de l'estel s'esfondra)

Totes aquestes reaccions tenen una freqüència molt baixa i, per tant, no contribueixen significativament a la producció d'energia en els estels. Amb elements més pesants que el neó (nombre atòmic > 10) encara té una freqüència més baixa a causa de l'augment de la força de repulsió electroestàtica.

El nom d'elements de procés alfa o elements alfa els elements els isòtops més abundants dels quals són múltiples sencers de la massa del nucli d'heli (partícula alfa). Els elements alfa són Z ≤ 22: (C, N), O, Ne, Mg, Si, S, Ar, Ca, Ti. Se sintetitzen per captura alfa en l'estat precursor de la fusió del silici superonoves de tipus II. El silici i el calci són elements purament de procés alfa. El magnesi es pot cremar per reaccions de captura protònica. Hi ha controvèrsia sobre la consideració de l'oxigen com a elelment alfa. L'oxigen és un element alfa en els estels de població II de baixa metal·licitat. Es produeix en supernoves de tipus II i el seu enriquiment està ben correlacionat amb l'enriquiment d'altres elements de procés alfa. Algunes vegades es considera el C i el N com a elements de procés alfa, ja que se sintetitzen en reaccions nuclears de captura alfa.

L'abundància d'elements alfa als estels s'expressa normalment en l'algoritme:

$[\alpha /Fe]=\log _{10}{\left({\frac {N_{\alpha }}{N_{Fe}}}\right)_{Estel}}-\log _{10}{\left({\frac {N_{\alpha }}{N_{Fe}}}\right)_{Sol}}$,

On $N_{\alpha }$ i $N_{Fe}$ són el nombre d'àtoms d'elements alfa i Fe per unitat de volum.

Enllaços externs

• L'edat, la metal·licitat i l'abundància d'elements alfa de cúmuls globulars galàctics en models de població estel·lar simple Arxivat 2011-09-16 a Wayback Machine.