Co powoduje wzrost wymiarów gwiazdy po wyczerpaniu jej paliwa wodorowego?


14

Co powoduje wzrost wymiarów gwiazdy po wyczerpaniu jej paliwa wodorowego? Na przykład oczekuje się, że Słońce zwiększy swój promień 250 razy. Co powoduje to, jeśli jego temperatura ma spaść? Jak gaz może się rozszerzać, jeśli temperatura spadnie?

Odpowiedzi:


12

Słońcu nigdy nie zabraknie wodoru. Jest to powszechne nieporozumienie.

W tej chwili Słońce wtapia wodór w hel. Ten stopiony hel pozostaje w rdzeniu, dopóki nie osiągnie masy krytycznej . W tym momencie rdzeń zacznie się zapadać. To załamanie zwiększa temperaturę i ciśnienie wokół rdzenia, w którym stopiony jest wodór, powodując wzrost syntezy wodoru, co również powoduje wzrost ciśnienia promieniowania, powodując rozszerzanie i chłodzenie zewnętrznych warstw.

Gdy rdzeń osiągnie temperaturę około 100 milionów Kelvina, fuzja helu rozpoczyna się gwałtownie (Błysk helu) z wysokim ciśnieniem promieniowania w rdzeniu. Tutaj Słońce osiągnie 250-krotność swojego obecnego promienia.

Kiedy fuzja helowa ustabilizuje się, ciśnienie promieniowania w rdzeniach zmniejsza się, przez co promień Słońca się kurczy.

Temperatura spadnie tylko na powierzchni , ponieważ rozszerza się, jak to jest dalej od rdzenia.


Według The Disappearing Spoon, przynajmniej tak, jak to rozumiem, wzrost temperatury powoduje spadek szybkości stapiania - fakt, który ustala temperaturę równowagi dla gwiazdy o danym składzie. Jeśli hel jest zdolny do podtrzymywania topnienia w wyższych temperaturach niż wodór poddany podobnemu ciśnieniu, sugerowałoby to wyższą temperaturę równowagi.
supercat

Temperatura to nie wszystko, co się liczy w syntezie. W rdzeniu występuje duży wzrost ciśnienia.
Joan.bdm,

Gęstość jest funkcją ciśnienia i temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury gęstość maleje. Ponadto, według mojego zrozumienia, aby atomy się stopiły, różnica ich wektorów prędkości musi mieścić się w pewnym zakresie. Jeśli są zbyt małe, jądra zostaną rozepchnięte przez ich ładunki elektryczne. Jeśli zbyt duża, energia kinetyczna pozostała po zderzeniu rozdzieli je. Podobnie do powodu, dla którego reaktory nuklearne potrzebują czegoś, aby ograniczyć prędkość krążących wokół nich neutronów.
supercat

@supercat Niezupełnie. W materii zdegenerowanej ciśnienie jest prawie całkowicie niezależne od temperatury. To właśnie dzieje się krytycznie na różnych etapach ewolucji różnych gwiazd (takich jak błysk helu): rdzeń staje się zdegenerowany, zanim zacznie się stapiać, dzięki czemu temperatura może drastycznie wzrosnąć (lub obniżyć) przy niewielkiej lub żadnej zmianie ciśnienia, co powoduje w niezwykle szybkim stopieniu prawie całego rdzenia, gdy temperatura osiągnie określony punkt.
zibadawa timmy
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.