अल्फ़ा प्रक्रिया

अल्फा प्रक्रिया, जिसे अल्फा सीढ़ी के रूप में भी जाना जाता है, परमाणु संलयन प्रतिक्रियाओं के दो वर्गों में से एक है जिसके द्वारा तारे हीलियम को भारी रासायनिक तत्व में परिवर्तित करते हैं। दूसरा वर्ग प्रतिक्रियाओं का एक चक्र है जिसे ट्रिपल-अल्फा प्रक्रिया कहा जाता है, जो केवल हीलियम का उपभोग करता है, और कार्बन का उत्पादन करता है। अल्फा प्रक्रिया आमतौर पर बड़े सितारों में और सुपरनोवा के दौरान होती है।

दोनों प्रक्रियाएं हाइड्रोजन संलयन से पहले होती हैं, जो हीलियम का उत्पादन करती है जो ट्रिपल-अल्फा प्रक्रिया और अल्फा सीढ़ी प्रक्रियाओं दोनों को ईंधन देती है। ट्रिपल अल्फा प्रक्रिया के बाद पर्याप्त कार्बन का उत्पादन होता है, अल्फा-सीढ़ी शुरू होती है और नीचे सूचीबद्ध क्रम में तेजी से भारी तत्वों की संलयन प्रतिक्रियाएं होती हैं। प्रत्येक चरण में केवल पिछली प्रतिक्रिया और हीलियम के उत्पाद की खपत होती है। बाद के चरण की प्रतिक्रियाएँ जो किसी विशेष तारे में शुरू होने में सक्षम होती हैं, ऐसा तब होता है जब तारे की बाहरी परतों में पिछले चरण की प्रतिक्रियाएँ अभी भी चल रही होती हैं।

प्रत्येक प्रतिक्रिया से उत्पन्न ऊर्जा, $E$, मुख्यतः गामा किरणों के रूप में होता है ($&gamma;$), अतिरिक्त गति के रूप में, उप-उत्पाद तत्व द्वारा ली गई एक छोटी राशि के साथ। यह एक आम ग़लतफ़हमी है कि उपरोक्त अनुक्रम यहीं समाप्त होता है $$\, {}_{28}^{56}\mathrm{Ni} \,$$ (या $$\, {}_{26}^{56}\mathrm{Fe} \,$$, जो कि एक क्षय उत्पाद है $$\, {}_{28}^{56}\mathrm{Ni} \,$$ ) क्योंकि यह सबसे मजबूती से बंधा हुआ न्यूक्लाइड है - यानी, प्रति न्यूक्लियॉन उच्चतम परमाणु बंधन ऊर्जा वाला न्यूक्लाइड है - और भारी नाभिक का उत्पादन इसे जारी करने ( एक्ज़ोथिर्मिक ) के बजाय ऊर्जा का उपभोग करेगा ( एन्दोठेर्मिक होगा)। $$\, {}_{28}^{62}\mathrm{Ni} \,$$ (निकेल-62) वास्तव में बाइंडिंग एनर्जी के मामले में सबसे मजबूती से बंधा हुआ न्यूक्लाइड है (यद्यपि $${}^{56}\textrm{Fe}$$ प्रति न्यूक्लियॉन में कम ऊर्जा या द्रव्यमान होता है)। प्रतिक्रिया $${}^{56}\textrm{Fe}+{}^{4}\textrm{He}\rightarrow {}^{60}\textrm{Ni}$$ वास्तव में ऊष्माक्षेपी है, लेकिन फिर भी अनुक्रम प्रभावी रूप से लोहे पर समाप्त होता है। उत्पादन से पहले ही क्रम रुक जाता है $$\ {}_{28}^{56}\mathrm{Ni}\ $$ क्योंकि तारकीय अंदरूनी हिस्सों में स्थितियां लोहे के चारों ओर फोटोविघटन और अल्फा प्रक्रिया के बीच फोटोडिसइन्ग्रेशन को बढ़ावा देने के लिए प्रतिस्पर्धा का कारण बनती हैं। यह और अधिक की ओर ले जाता है $$\, {}_{28}^{56}\mathrm{Ni} \,$$ से उत्पादित किया जा रहा है $$\, {}_{28}^{62}\mathrm{Ni} ~.$$ इन सभी प्रतिक्रियाओं की तारों के तापमान और घनत्व पर बहुत कम दर होती है और इसलिए ये तारे के कुल उत्पादन में महत्वपूर्ण ऊर्जा का योगदान नहीं करते हैं। वे नियोन से भारी तत्वों के साथ और भी कम आसानी से घटित होते हैं (atomic number $62$ > 10 ),बढ़ते कूलम्ब अवरोध के कारण।

अल्फा प्रक्रिया तत्व
अल्फा प्रक्रिया तत्व (या अल्फा तत्व) तथाकथित हैं क्योंकि उनके सबसे प्रचुर आइसोटोप चार के पूर्णांक गुणज हैं - हीलियम नाभिक (अल्फा कण) का द्रव्यमान। इन आइसोटोपों को अल्फा न्यूक्लाइड कहा जाता है। * स्थिर अल्फा तत्व हैं: कार्बन, ऑक्सीजन, नियॉन, मैगनीशियम, सिलिकॉन और गंधक ।
 * आर्गन और कैल्शियम तत्व अवलोकनीय रूप से स्थिर हैं। सिलिकॉन जलने की प्रक्रिया के चरण से पहले उन्हें अल्फा कैप्चर द्वारा संश्लेषित किया जाता है, जो आगे बढ़ता है Type II supernovae.
 * सिलिकॉन और कैल्शियम पूर्णतया अल्फा प्रोसेस तत्व हैं।
 * प्रोटॉन कैप्चर प्रतिक्रियाओं द्वारा मैग्नीशियम का अलग से सेवन किया जा सकता है।

ऑक्सीजन (ऑक्सीजन) की स्थिति पर विवाद है - कुछ लेखक इसे एक अल्फ़ा तत्व मानें, जबकि अन्य ऐसा नहीं मानते। कम-धात्विक तारकीय जनसंख्या में ऑक्सीजन निश्चित रूप से एक अल्फा तत्व है#जनसंख्या II सितारे: यह टाइप II सुपरनोवा में उत्पन्न होता है, और इसकी वृद्धि अन्य अल्फा प्रक्रिया तत्वों की वृद्धि के साथ अच्छी तरह से संबंधित है।

कभी-कभी कार्बन और नाइट्रोजन को अल्फा प्रक्रिया तत्व माना जाता है, क्योंकि ऑक्सीजन की तरह, उन्हें परमाणु अल्फा-कैप्चर प्रतिक्रियाओं में संश्लेषित किया जाता है, लेकिन उनकी स्थिति अस्पष्ट है: तीन तत्वों में से प्रत्येक का उत्पादन (और उपभोग) सीएनओ चक्र द्वारा किया जाता है, जो उन तापमानों की तुलना में बहुत कम तापमान पर आगे बढ़ सकता है जहां अल्फा-सीढ़ी प्रक्रियाएं महत्वपूर्ण मात्रा में अल्फा तत्वों (कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन सहित) का उत्पादन शुरू करती हैं। तो किसी तारे में केवल कार्बन, नाइट्रोजन, या ऑक्सीजन की उपस्थिति स्पष्ट रूप से यह संकेत नहीं देती है कि अल्फा प्रक्रिया वास्तव में चल रही है - इसलिए कुछ खगोलविदों की अनिच्छा (बिना शर्त) इन तीन अल्फा तत्वों को बुलाने में है।

सितारों में उत्पादन
अल्फा प्रक्रिया आम तौर पर बड़ी मात्रा में तभी होती है जब तारा पर्याप्त रूप से विशाल हो, $$\gtrsim 10M_{\odot}$$($$M_{\odot}$$ सूर्य का द्रव्यमान होना); ये तारे उम्र बढ़ने के साथ सिकुड़ते हैं, जिससे अल्फा प्रक्रिया को सक्षम करने के लिए कोर तापमान और घनत्व पर्याप्त उच्च स्तर तक बढ़ जाता है। परमाणु द्रव्यमान के साथ आवश्यकताएँ बढ़ती हैं, विशेष रूप से बाद के चरणों में - कभी-कभी इसे सिलिकॉन-जलने की प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है - और इस प्रकार यह आमतौर पर सुपरनोवा न्यूक्लियोसिंथेसिस में होता है। Ia सुपरनोवा टाइप करें मुख्य रूप से ऑक्सीजन और अल्फा-तत्वों (नियॉन, मैग्नीशियम, सिलिकॉन, सल्फर, आर्गन, कैल्शियम और टाइटेनियम) को संश्लेषित करते हैं जबकि टाइप Ia सुपरनोवा मुख्य रूप से लोहे की चोटी (टाइटेनियम, वैनेडियम, क्रोमियम, मैंगनीज, आयरन, कोबाल्ट) के तत्वों का उत्पादन करते हैं।, और निकल)। पर्याप्त रूप से बड़े तारे केवल हाइड्रोजन और हीलियम से लोहे की चोटी तक के तत्वों को संश्लेषित कर सकते हैं जिनमें मूल रूप से तारा शामिल होता है।

आमतौर पर, अल्फा प्रक्रिया (या अल्फा-कैप्चर) का पहला चरण ट्रिपल-अल्फा प्रक्रिया से होता है | हीलियम समाप्त हो जाने पर तारे का हीलियम-जलने का चरण; इस बिंदु पर, मुफ़्त $${}_6^{12}\textrm{C}$$ उत्पादन के लिए हीलियम पर कब्जा करें $${}_{8}^{16}\textrm{O}$$. कोर के हीलियम जलने के चरण को समाप्त करने के बाद भी यह प्रक्रिया जारी रहती है क्योंकि कोर के चारों ओर एक शेल हीलियम को जलाता रहेगा और कोर में संवहन करता रहेगा। दूसरा चरण (नियॉन-बर्निंग प्रक्रिया) तब शुरू होता है जब एक के फोटोडिसइन्ग्रेशन द्वारा हीलियम मुक्त हो जाता है $${}_{10}^{20}\textrm{Ne}$$ परमाणु, दूसरे को अल्फा सीढ़ी पर आगे बढ़ने की इजाजत देता है। बाद में सिलिकॉन का दहन फोटोविघटन के माध्यम से शुरू किया जाता है $${}_{14}^{28}\textrm{Si}$$ इसी तरह; इस बिंदु के बाद, $$\, {}_{28}^{56}\mathrm{Ni} \,$$पहले जिस चरम पर चर्चा की गई थी वह पहुँच गया है। तारकीय पतन से उत्पन्न सुपरनोवा अवशेष इन प्रक्रियाओं के संक्षिप्त रूप से घटित होने के लिए आदर्श स्थितियाँ प्रदान करता है।

फोटोडिसइंटीग्रेशन और पुनर्व्यवस्था से जुड़े इस टर्मिनल हीटिंग के दौरान, परमाणु कणों को सुपरनोवा के दौरान उनके सबसे स्थिर रूपों में परिवर्तित किया जाता है और बाद में, आंशिक रूप से, अल्फा प्रक्रियाओं के माध्यम से इजेक्शन किया जाता है। पे शुरुवात $${}_{22}^{44}\textrm{Ti}$$ और ऊपर, सभी उत्पाद तत्व रेडियोधर्मी हैं और इसलिए अधिक स्थिर आइसोटोप में विघटित हो जाएंगे - उदाहरण के लिए $$\, {}_{28}^{56}\mathrm{Ni} \,$$ बनता है और नष्ट हो जाता है $${}_{26}^{56}\textrm{Fe}$$.

सापेक्ष बहुतायत के लिए विशेष संकेतन
तारों में कुल अल्फा तत्वों की प्रचुरता आमतौर पर लघुगणक के रूप में व्यक्त की जाती है, खगोलविद आमतौर पर वर्गाकार ब्रैकेट नोटेशन का उपयोग करते हैं:
 * कहाँ $$\, N_{\mathrm{E}\alpha} \,$$ प्रति इकाई आयतन में अल्फा तत्वों की संख्या है, और प्रति इकाई आयतन में लौह नाभिकों की संख्या है। यह संख्या की गणना के उद्देश्य से है $$\, N_{\mathrm{E}\alpha} \,$$ किन तत्वों को अल्फा तत्व माना जाए यह विवादास्पद हो जाता है। सैद्धांतिक आकाशगंगा निर्माण और विकास मॉडल भविष्यवाणी करते हैं कि ब्रह्मांड के आरंभ में लोहे के सापेक्ष अधिक अल्फा तत्व थे।