星が赤い巨大相に達すると、なぜより不透明になりますか?


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Quoraからのこの回答を参照してください。

...星はヘリウムを燃やし始める前に赤い巨人になります。実際、ヘリウムのコアの表面のシェルで水素を燃焼させながら、赤い巨人に膨れ上がります。ただし、シェルバーニングはコアバーニングよりも多くのエネルギーを放出しますが、それだけで星が赤い巨人になることはありません。本当の原因は、より高いエネルギー生産率とそれの組み合わせです、星が人生のその段階で不透明度が。これは、エネルギーが放射的に十分に速く逃げられないエネルギー危機を引き起こし、対流は星のバランスをとるために超音速でなければならないでしょう。超音速対流は非常に好ましくない(つまり不可能)ため、星は燃焼シェルでのエネルギーフラックスが現在のはるかに大きい表面でのエネルギーフラックスと再び一致する点まで大きく膨張します。

これは、星がどのように赤い巨星に移行するかについて私が見つけた最も良い説明の1つです。しかし、私が太字にしたセクションは私を混乱させています:なぜ星はより不透明になり、それが起こる原因は何ですか?

回答:


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この講義これにはいくつかの答えがありますが、著者でさえ、全体の話は複雑であり、完全には知られていないと認めています。

星のもはや燃焼しないコアのシェル燃焼と収縮は、外層のいくらかの膨張を引き起こすようです(これは「ミラー原理」として説明され、部分的に講義12(セクション12.4)で説明されます。 H-イオンが形成され始めるまで(約5000K)、これらの層は、中性の水素原子またはむき出しの陽子(H +)よりもはるかに多くの光と相互作用します。



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星が赤い巨人に膨らむ本当の理由は、不透明度の変化によるものではなく、中心に非融合ヘリウムの縮退したコアの作成によるものです。この縮退したコアには強い重力があり、その上にある水素融着シェルは高温になります。これは非常に重要です。なぜなら、星が私たちの太陽のような核融合を受けているとき、融合率は温度を調整することによって自己調節するからです。しかし、温度が縮退したコアの重力によって決定される場合、温度は非常に高くなる傾向があり、自己調整できない融合率は非常に高くなります。上記で述べたように、エネルギー危機があるため、何かを与えなければなりません。

エネルギー生成率によってエンベロープが膨張し、それにより重量が融着シェルから持ち上げられます。これにより、密度が低下し、融合するガスの量が減少します。そのため、温度を自己調節するコア核融合とは異なり、シェル核融合は重量を持ち上げることにより質量を自己調節します。しかし、このような大量の重量を持ち上げるには、エンベロープを非常に大きく拡張する必要があります。

表面近くのHマイナスの不透明度は、星がどれだけ大きくなるかを正確に制御します。質量が持ち上げられると、シェルにとってはどれだけ遠くまで持ち上げられるかはそれほど重要ではないからです。しかし、そのエネルギーを空間に放射する星の能力にとって重要であるため、星の半径を制御しますが、そもそもその半径を大きくするものではありません。そもそもエンベロープが最初に膨張する理由は不透明度とは関係がなく、不透明度の変化は重要な膨張がすでに起こった後に作用し始め、恒星の表面がどこで終わるかを制御します。星の不透明度がまったく変化しなかった場合、それはまだ巨大な星であり、まったく同じ半径ではありません。


良い情報ですが、OPがその質問をしているとは思いません。
カール・ウィットフト

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「星が赤い巨人に膨れ上がるのは不透明度の変化によるものではない」私は誰もこの原因と結果の関係を示唆しているとは思わない。

太陽質量が2未満の星のみが最終的に縮退したヘリウムコアになりますが、これより高い質量の星は赤い巨大相を通過します。
ロブジェフリーズ

彼らは赤い超巨人になりますが、いくつかの類似点があります。別の質問。
ケンG

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他のコメントは私を惑わします-OPの質問は、どのように不透明度が高いと赤い巨人を引き起こすことができるかということでした。星の肥大化は、そもそも星が肥大化した後にのみ現れる不透明度の変化によって説明されるとは言えないので、それは確かに紛らわしいでしょう。正しい説明は、コアとシェルに何が起こっているかについてであり、不透明度に何が起こっているかではありません。
ケンG
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