星はメインシーケンスでヘリウムをベリリウムに融合しますか？

星がすべての水素をヘリウムに融合し終わると、ヘリウムはベリリウムに融合し始め、鉄などまで続きます。

星がベリリウムと融合しているとき、星はまだメインシーケンスフェーズにあり、その時点で赤色巨星フェーズに成長し始めますか、それともいつ成長し始めるかについてのルールはありませんか？

メインシーケンスの定義は何ですか？

主系列星は、陽子-陽子連鎖（低質量星の場合）またはCNOサイクル（太陽の質量の約1.5倍以上の星の場合）のいずれかを介して、コアでの水素融合によって特徴付けられます。コアの外側では、重要な融合は行われません。外層は、放射または対流のエネルギー輸送に関与しますが、エネルギー生成には関与しません。一般に、核内で水素核融合が起こっている場合、星はまだ主系列上にあると言います。

メインシーケンスから進化する星のこの変化。一部の低質量赤色巨星は、主に非反応性のヘリウムコアの外側の層で、CNOサイクルを介して水素をヘリウムに融合する場合があります。これはシェル燃焼と呼ばれます。より大規模な星では、より重い元素（ヘリウム、炭素など）がコアの内部で融合し、外層でシェル燃焼が続きます。たとえば、生命のメインシーケンス後の段階にかなり入っているかなり高い質量の星では、酸素、ネオン、炭素、ヘリウム、および水素が核から遠ざかる連続した層で融合しているのを見るかもしれません。

一般的な誤解は、星がメインシーケンスを離れる前にすべての水素を使い果たすことです。本当じゃない。コアの水素の大部分を使い果たすだけです。外層にはまだ十分な量があり、これがシェルフュージョンを可能にします。

メインシーケンス後の進化

1つの太陽質量の星について考えてみましょう。水素核融合が（現在は縮退している）コアで停止すると、星を静水圧平衡に保つ圧力源が消滅します。水素燃焼は、コアの周りのシェルで始まります。しばらくすると、コアが収縮し始め、外側のエンベロープが拡大し、星が赤い巨星の枝にあると言われます。最終的に、温度はトリプルアルファプロセスが発生するポイントまで上昇し、ヘリウムフラッシュが発生し、トリプルアルファプロセスによる水平分岐とヘリウム核融合の始まりを示します。水素シェル燃焼は継続します。

お気づきのように、そして他の人が言ったように、星はこのプロセスのどの部分でも、または一般的なメインシーケンスの進化中にヘリウムをベリリウムにかなりの程度融合させません。それは吸熱です。トリプルアルファプロセスは発熱性です。

星はメインシーケンスでヘリウムをベリリウムに融合しますか？

星はしない$10^{-16}$

これにより、3番目のヘリウム4核が短命のベリリウム8核と結合して炭素12を形成する可能性が大幅に高まります。これは安定しています。したがって、水素燃焼後の次の段階は、3重ヘリウム燃焼（3重アルファプロセス）であり、中間体を除き、本質的にベリリウムをバイパスします。

星がベリリウムと融合しているとき、星はまだメインシーケンスフェーズにあり、その時点で赤色巨星フェーズに成長し始めますか、それともいつ成長し始めるかについてのルールはありませんか？

星は、ヘリウムの融合を開始する前にメインシーケンスを離れます。星がコアの水素融合を維持できなくなると、メインシーケンスは終了します。これは、コアに水素がなくなると発生します。この時点で、水素核融合によって残されたヘリウムは本質的に灰です。水素核融合はコアの端で進行しますが（シェル燃焼）、この時点で水素が枯渇したコアは冷たすぎてヘリウムを炭素（ベリリウムではない）に融合できません。そのため、それは崩壊し、徐々に熱くなります。

メインシーケンス後の星の質量が十分に大きい場合、星はヘリウムを炭素（および酸素）に融合し始めます。この時点で、赤い巨人は崩壊し、セカンドライフを持​​つメインシーケンススターのように動作します。ただし、そのセカンドライフはそれほど長く続きません。