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Concept
Sommet de la branche des géantes rouges
Résumé
En astrophysique, le sommet de la branche des géantes rouges, généralement désigné dans la littérature par son équivalent anglophone Tip of the Red Giant Branch et abrégé TRGB, est une méthode d'évaluation des distances extragalactiques utilisant la luminosité infrarouge maximum des géantes rouges de population II. Il tire son nom du diagramme de Hertzsprung-Russell, représentant la luminosité des étoiles en fonction de leur indice de couleur, c'est-à-dire de leur température de surface, diagramme dans lequel les géantes rouges forment une branche latérale partant de la séquence principale en direction du bord supérieur droit du diagramme.
vignette|Mira vue par le télescope spatial Hubble.
vignette|Diagramme de Hertzsprung-Russell.
Au cours de la vie d'une étoile, l'hydrogène est converti en hélium par fusion nucléaire à travers la chaîne proton-proton dès puis, au-delà de , essentiellement par le cycle carbone-azote-oxygène, qui commence dès . L'hélium s'accumule ainsi au cœur de l'étoile et la zone de fusion de l'hydrogène migre progressivement vers l'extérieur de l'étoile, provoquant sa dilatation et l'augmentation exponentielle de sa surface — d'où augmentation de sa luminosité totale — tandis que sa température superficielle diminue et que sa surface vire à l'orange puis au rouge : l'étoile devient une géante rouge.
Les étoiles ayant une masse supérieure à finissent par atteindre en leur cœur une pression et une température suffisantes pour déclencher la fusion de l'hélium en à travers la réaction triple-alpha et la formation transitoire de , nucléide hautement instable qui se désintègre en deux particules alpha avec une période radioactive de . Pour cette raison, la formation de 12C ne devient efficace qu'au-delà d'un seuil critique permettant la fusion subséquente d'un noyau de 4He et d'un noyau de 8Be avant que celui-ci n'ait le temps de se désintégrer.
Flash de l'hélium
La cinétique de la chaîne proton-proton est à peu près proportionnelle à la pression et à la puissance de la température, tandis que la cinétique de la réaction triple-alpha l'est au carré de la pression et à la de la température.
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