Ге́лиевая вспы́шка — взрывоподобное начало горения гелия в тройном альфа-процессе (см. ниже) в вырожденных ядрах маломассивных (масса до ~2,25 солнечных) красных гигантов.

При эволюции звёзд главной последовательности происходит выгорание водорода в недрах звезды, при этом образуется достаточно плотное гелиевое ядро, в котором уже не идут термоядерные реакции, равновесие, поддерживавшееся их энерговыделением нарушается и ядро начинает сжиматься. При достижении достаточной плотности происходит вырождение газа электронов плазмы ядра и ядро перестаёт сжиматься.

Особенностью вырожденного газа является крайне слабая зависимость давления от температуры: в нерелятивистском случае давление , и так как такое ядро окружено слоем водорода, в котором идёт его горение, температура ядра начинает повышаться практически без изменения плотности, пока не будут достигнуты сочетание температуры (~10⁸ К) и плотности (~10⁶ г/см³) для начала тройной гелиевой реакции:

⁴He + ⁴He = ⁸Be

⁸Be + ⁴He = ¹²C + 7,3 МэВ.

Зависимость энерговыделения от температуры в тройной гелиевой реакции чрезвычайно высока, так, для диапазона температур ~(1—2)·10⁸ К энерговыделение  :

где  — парциальная концентрация гелия в ядре (в рассматриваемом случае «выгорания» водорода близка к единице).

При отсутствии вырождения повышение температуры привело бы к расширению ядра, снижению плотности и равновесной скорости термоядерной реакции, однако из-за вырождения температура растёт при почти постоянной плотности, что приводит к постоянному росту энерговыделения тройной гелиевой реакции в ядре — до тех пор, пока температура не возрастает до снятия вырождения при данной плотности.

Гелиевая вспышка развивается в течение единиц минут и светимость ядра в пике вспышки достигает 10¹⁰ солнечных. После снятия вырождения ядро быстро расширяется, и звезда на некоторое время (~10⁴—10⁵ лет) резко увеличивает свою светимость.

См. также

• Белый карлик
• Красный гигант
• Вырожденный газ
• Углеродная детонация