Kiedy gwiazda osiąga fazę czerwonego giganta, dlaczego staje się bardziej nieprzezroczysta?

Proszę odnieść się do tej odpowiedzi z Quora:

... gwiazda stanie się czerwonym olbrzymem, zanim zacznie palić hel. W rzeczywistości będzie puchnąć w czerwonego olbrzyma, jednocześnie paląc wodór w skorupie na powierzchni rdzenia helu. Jednak spalanie pocisków uwalnia więcej energii niż spalanie jądra, ale nawet to samo nie spowodowałoby, że gwiazda stałaby się czerwonym olbrzymem, ponieważ mogłaby świecić jaśniej. Prawdziwym winowajcą jest połączenie wyższego wskaźnika produkcji energii ORAZ, że gwiazda ma większą nieprzezroczystość na tym etapie życia. Powoduje to kryzys energetyczny, w którym energia nie może uciec wystarczająco szybko, a konwekcja musiałaby być naddźwiękowa, aby przywrócić równowagę gwiazdy. Ponieważ konwekcja naddźwiękowa jest wysoce uprzywilejowana (tj. Niemożliwa), gwiazda znacznie rozszerza się do tego stopnia, że ​​strumień energii w płonącej skorupie ponownie odpowiada strumieniowi energii na teraz znacznie większej powierzchni.

To jedno z najlepszych wyjaśnień, w jaki sposób gwiazdy zmieniają się w czerwone olbrzymy. Jednak fragment, który pogrubiłem, jest dla mnie mylący: dlaczego gwiazda stałaby się bardziej nieprzezroczysta i jakie są tego przyczyny?

W tym wykładzie i w tym jest kilka odpowiedzi, choć nawet tam autor przyznaje, że cała historia jest skomplikowana i nie do końca znana.

Wydaje się, że spalanie i kurczenie się skorupy nie palącego się jądra gwiazdy powoduje pewne rozszerzanie się warstw zewnętrznych (jest to opisane jako „zasada lustra” i częściowo wyjaśnione w wykładzie 12 (rozdział 12.4). warstwy do ostygnięcia, aż jony H- zaczną się w nich tworzyć (około 5000 K.) Oddziałują one ze światłem o wiele więcej niż neutralne atomy wodoru lub gołe protony (H +), co odpowiada za wzrost zmętnienia.

Prawdziwy powód, dla którego gwiazdy puchną w czerwone olbrzymy, nie jest spowodowany zmianami zmętnienia, lecz stworzeniem zdegenerowanego rdzenia niefuzującego się helu w centrum. Ten zdegenerowany rdzeń ma silną grawitację, która dyktuje wysoką temperaturę otaczającej go skorupie topiącej wodór. Jest to dość ważne, ponieważ gdy gwiazda przechodzi fuzję jądra, tak jak nasze Słońce, szybkość fuzji samoreguluje się poprzez dostosowanie temperatury. Ale gdy temperatura jest podyktowana grawitacją zdegenerowanego rdzenia, jest on zwykle dość wysoki, a szybkość fuzji, niezdolna do samoregulacji, oszaleje. Coś musi dać, ponieważ, jak wspomniano powyżej, istnieje kryzys energetyczny.

Daje to to, że tempo wytwarzania energii powoduje rozszerzanie się obwiedni, co podnosi ciężar powłoki utrwalającej. Zmniejsza to jego gęstość i ilość gazu ulegającego stopieniu. Tak więc w przeciwieństwie do fuzji rdzenia, która samoreguluje swoją temperaturę, fuzja skorupy samoreguluje ilość masy, podnosząc ciężar. Ale podniesienie tak dużej masy wymaga bardzo znacznego rozszerzenia koperty, ergo czerwonego olbrzyma.

H-nieprzezroczystość w pobliżu powierzchni kontroluje dokładnie, jak duża staje się gwiazda, ponieważ gdy masa zostanie zdjęta, nie ma to większego znaczenia dla powłoki dokładnie, jak daleko jest ona uniesiona. Ale ma to znaczenie dla zdolności gwiazdy do wypromieniowywania tej energii w przestrzeń, więc kontroluje promień gwiazdy, to po prostu nie jest to, co sprawia, że ​​ten promień jest duży. Zatem powód, dla którego koperta się rozszerza, nie ma nic wspólnego z kryciem, zmiany krycia wchodzą w grę po znacznym rozszerzeniu już i kontrolują, gdzie kończy się powierzchnia gwiazdy. Gdyby gwiezdne zmętnienie w ogóle się nie zmieniło, nadal byłaby to gigantyczna gwiazda, po prostu niezupełnie ten sam promień.