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Concept
Fusion du silicium
Résumé
En astrophysique, la fusion du silicium (parfois appelée improprement combustion du silicium) est une phase de fusion nucléaire de quelques semaines (typiquement une à trois semaines) de la fin de vie d'une étoile d'au moins 8 masses solaires. Cette phase commence lorsque ces étoiles ont épuisé tous les combustibles de la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell (hydrogène, hélium, carbone, néon, oxygène, magnésium...), ce qui contracte leur cœur jusqu'à le porter à une température de 2,7 à 3,5 GK — la température dépendant de la masse de l'étoile. Une fois achevée la combustion du silicium, l'étoile peut exploser en une supernova de type II ou, si sa masse du cœur est supérieure à la limite d'Oppenheimer-Volkoff (3,3 M), conduire à la formation d'un trou noir.
Les réactions de fusion nucléaire des étoiles dont la masse ne dépasse pas 3 masses solaires cessent lorsqu'elles ont converti leur hydrogène en hélium. La fin de cette réaction se traduit par une baisse de la pression de radiation au cœur de l'étoile, pression dirigée vers l'extérieur et qui équilibre la pression due au poids des gaz : il s'ensuit une contraction de l'étoile afin de compenser la baisse de la pression de radiation par une hausse de la pression des gaz afin de retrouver un équilibre hydrostatique. Si la masse de l'étoile est telle que la pression et la température en son cœur permettent la fusion de l'hélium, la réaction triple alpha s'amorce pour conduire à la formation du carbone :
(α, γ) (α, γ) .
À la fin de cette réaction, les étoiles de plus de 3 masses solaires se contractent graduellement pour réaliser la fusion du carbone successivement en oxygène, néon, magnésium et silicium :
(α, γ) (α, γ) (α, γ) (α, γ) .
Les étoiles de plus de 8 masses solaires, quant à elles, continuent leur contraction (de leur cœur) et commencent à ce stade la fusion du silicium (28) jusqu'au nickel 56, en passant par le soufre, l'argon, le calcium, le titane, le chrome et le fer, par fusions successives de 7 particules α :
(α, γ) (α, γ) (α, γ) (α, γ) (α, γ) (α, γ) (α, γ) .
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