Что вызывает увеличение размеров звезды, когда ее водородное топливо истощается?

14

Что вызывает увеличение размеров звезды, когда ее водородное топливо истощается? Например, ожидается, что Солнце увеличит свой радиус в 250 раз. Что вызывает это, если ожидается снижение его температуры? Как газ может расширяться, если температура падает?

star astrophysics Anixx
источник

Ответы:

12

Солнце никогда не исчерпает Водород. Это распространенное заблуждение.

В этот момент Солнце превращает водород в гелий. Этот расплавленный гелий остается в ядре, пока не достигнет критической массы . В этот момент ядро ​​начнет разрушаться. Этот коллапс увеличивает температуру и давление вокруг активной зоны, где происходит слияние водорода, что приводит к увеличению слияния водорода, что также вызывает увеличение давления излучения, заставляющее внешние слои расширяться и охлаждаться.

Как только ядро ​​достигает температуры около 100 млн. Кельвина, гелий начинает резко синтезироваться (вспышка гелия) с высоким давлением излучения в ядре. Вот где Солнце достигнет 250-кратного текущего радиуса.

Когда синтез гелия стабилизируется, радиационное давление в ядрах уменьшается, и радиус Солнца уменьшается.

Температура будет падать только на поверхности , потому что , как это расширяет его дальше от ядра.

Joan.bdm
источник
Согласно «Исчезающей ложке», по крайней мере, насколько я понимаю, повышение температуры приводит к снижению скорости слияния - факт, который устанавливает равновесную температуру для звезды данного состава. Если гелий способен поддерживать плавление при более высоких температурах, чем водород, который подвергается аналогичному давлению, это предполагает более высокую равновесную температуру.
суперкат
Температура - это не все, что имеет значение при слиянии. В сердечнике происходит значительное повышение давления.
Joan.bdm
Плотность является функцией давления и температуры. По мере повышения температуры плотность уменьшается. Кроме того, насколько я понимаю, для того, чтобы атомы слились, разность их векторов скорости должна быть в определенном диапазоне. Если они слишком малы, ядра будут разорваны их электрическими зарядами. Если слишком большая кинетическая энергия, остающаяся после столкновения, разнесет их. По аналогии с тем, что ядерным реакторам нужно что-то, чтобы уменьшить скорость нейтронов, летящих вокруг них.
суперкат
@supercat Не совсем. В вырожденном веществе давление практически не зависит от температуры. Это то, что критически происходит на разных этапах эволюции различных звезд (например, гелиевая вспышка): ядро ​​становится вырожденным, прежде чем оно может начать плавиться, поэтому температура может резко увеличиваться (или уменьшаться), практически без изменения давления, что приводит к в чрезвычайно быстром синтезе почти всего ядра, когда температура достигает определенной точки.
Зибадава Тимми