是什么原因导致恒星的氢燃料耗尽时其尺寸增加?


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是什么原因导致恒星的氢燃料耗尽时其尺寸增加?例如,预计太阳半径会增加250倍。如果预计温度会下降,是什么原因导致的?如果温度下降,气体如何膨胀?

Answers:


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太阳永远不会耗尽氢。这是一个普遍的误解。

此时,太阳正在将氢融合到氦气中。这种熔化的氦气保留在核心,直到达到临界质量。此时,核心将开始崩溃。这种塌陷增加了氢在其中熔融的核周围的温度和压力,从而导致氢熔融增加,这也导致辐射压力增加,从而使外层膨胀和冷却。

一旦核心温度达到约1亿,开尔文氦就会在核心中具有很高的辐射压力下开始剧烈融合(氦气闪光)。在这里,太阳将达到当前半径的250倍。

当氦聚变稳定后,核心处的辐射压力降低,从而使太阳半径缩小。

温度只会在表面下降,因为它的扩张它从核心进一步的。


根据《消失的勺子》(The Disappearing Spoon)的说法,至少据我所知,温度升高会导致聚变速率降低,这一事实为给定成分的恒星确定了平衡温度。如果氦气比承受相似压力的氢气能够在更高的温度下支持聚变,则表明平衡温度更高。
2014年

温度在融合中并不重要。岩心中的压力急剧增加。
Joan.bdm 2014年

密度是压力和温度的函数。随着温度升高,密度降低。另外,据我了解,为了使原子融合,它们的速度矢量之差必须在一定范围内。如果太小,原子核将被其电荷推开。如果太大,碰撞后剩余的动能会将它们分开。类似于核反应堆需要某种东西来缓和在其中飞行的中子的速度的原因。
2014年

@supercat不完全是。在退化的物质中,压力几乎完全与温度无关。这是在各种恒星演化的各个阶段(例如氦闪光)发生的关键事件:核在开始融合之前就已经变质,因此温度可以急剧升高(或降低),而压力变化很小甚至没有变化,从而导致一旦温度达到某一点,几乎整个核都将以极快的速度融合。
zibadawa timmy 2015年
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