triple alpha, processus - astronomie.

triple alpha, processus - astronomie. 1 PRÉSENTATION triple alpha, processus, série de réactions nucléaires dégageant de la chaleur (bilan exothermique) qui conduisent à la formation d'un noyau de carbone à partir de la fusion de trois noyaux d'hélium. Les noyaux d'hélium constitués de deux protons et de deux neutrons portent aussi le nom de particules alpha, d'où le nom du processus de synthèse nucléaire du carbone. Les particules alpha interviennent dans les réactions nucléaires au cours desquelles un noyau atomique instable se désexcite en émettant une particule alpha (radioactivité alpha). Le processus triple alpha est proposé pour la première fois en 1939, mais ce n'est que dans les années cinquante que la série de réactions nucléaires est réellement établie, notamment par le physicien américain Edwin E. Salpeter ; c'est pourquoi le processus triple alpha est aussi nommé processus de Salpeter. 2 CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES DU PROCESSUS TRIPLE ALPHA Dans le cycle de fusion thermonucléaire d'une étoile, le processus triple alpha prend le relais de la fusion de l'hydrogène en hélium (voir proton-proton, chaîne, carbone, cycle du et Hertzsprung-Russel, diagramme de) pour produire de l'énergie. Le processus triple alpha est la source principale d'énergie dans les étoiles géantes au sein desquelles la température centrale atteint 200 millions de kelvins et la masse volumique est de l'ordre de 105 g/cm3. Le processus triple alpha débute par la fusion de deux noyaux d'hélium pour engendrer un noyau de béryllium. Cette réaction absorbe de l'énergie (réaction endothermique). Elle est aussi réversible : la désexcitation du noyau de béryllium par radioactivité alpha redonne deux noyaux d'hélium en libérant de l'énergie. Lorsque la température du milieu augmente suffisamment, l'équilibre de la réaction se déplace vers une abondance très légèrement supérieure (un dixième de milliardième) des noyaux de béryllium par rapport aux noyaux d'hélium. Dans cette configuration, la fusion d'un noyau de béryllium avec un noyau d'hélium peut se produire et donner un noyau de carbone. L'énergie libérée par unité de masse lors du processus triple alpha est de l'ordre de 10 p. 100 de l'énergie par unité de masse émise lors de la fusion de l'hydrogène en hélium. 3 ÉVOLUTION STELLAIRE Lorsque le coeur stellaire initialement constitué d'hélium devient entièrement composé de carbone, le processus triple alpha s'achève faute de combustible. La contraction gravitationnelle du coeur stellaire et la libération de l'énergie gravitationnelle supplée alors à l'absence de réactions thermonucléaires et d'apport d'énergie. L'étoile devient une supergéante. La température augmente dans le coeur ce qui déclenche la fusion du carbone pour donner un noyau d'oxygène et inhibe la contraction du coeur. L'alternance de la contraction du coeur avec l'amorce de réactions nucléaires synthétisant des noyaux atomiques de plus en plus lourds s'achève lorsque l'ultime processus nucléaire synthétise des noyaux de fer. Toute fusion nucléaire ultérieure est endothermique. La réserve en énergie de l'étoile est insuffisante pour amorcer ce type de réactions. Les astrophysiciens pensent que la synthèse des noyaux plus lourds que le fer se réalise par capture successive de neutrons (processus-s et processus-r). Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.