当恒星到达红色巨相时,为什么它变得更不透明?


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请参考Quora的以下答案:

...一颗恒星在开始燃烧氦气之前将变成红色巨人。实际上,它会膨胀成红色巨人,同时还在氦核表面的壳中燃烧氢。然而,壳燃烧比核燃烧释放出更多的能量,但即使如此,也不能使恒星变成红色巨星,因为它可以发光得更亮。真正的罪魁祸首是更高的能量生产率以及恒星在生命的那个阶段具有更高的不透明度。这就产生了能量危机,其中能量无法以足够快的速度逸出辐射,对流必须是超音速的才能重新平衡恒星。由于超音速对流是非常不利的(即不可能的),所以恒星会大大膨胀到燃烧壳处的能量通量再次与现在更大的表面处的能量通量匹配的程度。

这是我找到的关于恒星如何过渡到红色巨人的最佳解释之一。但是,我用粗体显示的部分让我感到困惑:为什么恒星会变得更加不透明,是什么原因导致恒星发生?

Answers:


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还有在一些答案这个讲座这一个,虽然即使在那里的作者承认,整个故事是复杂的,而不是完全已知的。

看来,壳的燃烧和恒星不再燃烧的核的收缩会引起外层的一些膨胀(这被称为“镜原理”,在第12讲(12.4节)中作了部分说明。层冷却,直到H-离子开始在其中形成(约5000K),它们与光的相互作用远大于中性氢原子或裸质子(H +),这说明不透明性增加。


H离子是太阳光球中不透明的主要来源。高于5000K。-
Rob Jeffries

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恒星膨胀成红色巨星的真正原因不是由于不透明度变化,而是由于在中心形成了非融合氦气的简并核心。这个退化的核具有很强的重力,这决定了位于其上方的氢熔壳的高温。这非常重要,因为当恒星像我们的太阳一样经历核聚变时,聚变速度会通过调节温度来自动调节。但是,当温度由退化核的重力决定时,温度往往会很高,并且无法自我调节的熔化速度会变慢。必须提供一些东西,因为如上所述,这会带来能源危机。

所给出的是,能量的产生速率导致信封膨胀,从而使重量从定影外壳上移开。这降低了其密度,并降低了发生熔融的气体量。因此,与核聚变可以自我调节温度不同,壳聚变可以通过减轻重量来自我调节质量。但是要减轻如此大的重量,必须大大扩展信封,以致于成为一个红色巨人。

表面附近的H减去不透明度确实控制了恒星的大小,因为一旦将质量提起,对壳壳提起的距离就无关紧要。但这对恒星将能量辐射到太空的能力确实很重要,因此可以控制恒星的半径,但这并不是使半径首先变大的原因。因此,包络线首先膨胀的原因与不透明度无关,在已经发生明显的膨胀之后,不透明度的变化就起作用了,并控制了恒星表面的最终位置。如果恒星的不透明度完全没有变化,那么它将仍然是一颗巨星,半径并不完全相同。


好信息,但我不认为OP在问这个问题。
卡尔·威索夫特

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“星星膨胀到红色巨人并不是由于不透明度的变化”,我不相信有人提出过这种因果关系。

只有少于几个太阳质量的恒星最终会带有退化的氦核,但是质量大于此质量的恒星会经历红色巨相。
Rob Jeffries

他们成为红色超级巨人,但有一些相似之处。不同的问题。
肯G

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其他评论使我困惑-OP问题是更高的不透明度如何导致红色巨人。这确实会造成混淆,因为说星形的膨胀是没有意义的,因为不透明度的变化只能在恒星膨胀之后才出现。正确的解释是关于内核和外壳发生了什么,而不是关于不透明度发生了什么。
肯G
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