星の回転はメインシーケンスの星にどのように影響しますか?


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検索したところ、質問は主に中性子星、ホワイトドワーフ、ブラックホールに集中していることがわかりました。これは私が探していたものではありませんでした。

基本的に、星の質量が大きいほど、核融合反応は激しくなり、メインシーケンスでの寿命は短くなります。今、星がはるかに速く回転すると想像してください。赤道では、極よりも表面の重力が少なくなります。高速回転は星の核融合反応にどのように影響しますか?

  1. 星の質量の中心への圧力は赤道で低くなり、したがって核融合率が低下しますか?

  2. コリオリ効果のため、より深い対流は起こりますか?

  3. 同じ初期質量の遅い回転星と比較して、高速回転する星のメインシーケンス、光度、発光スペクトルの寿命の点で何に気づくでしょうか?

回答:


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これはよく研究された問題です。Eishenberger(2013)は、太陽のような低質量の星の構造に対する回転の影響をまとめています。

このような星がとても速く回転が彼らの静水圧平衡のいずれかの重要な役割を果たしていることを回転させることが観察されることはありません、しかし回転はない星に追加の混合を引き起こすことによって役割を果たしています。

これは2つの理由で重要です。(i)コアに向かってヘリウムが徐々に拡散するのを阻害します。これにより、コアの不透明度がわずかに低下し、エンベロープ内で不透明度が上がります(回転しない星と比較して)。これにより、光度がわずかに高くなり、表面温度がわずかに高くなります。(ii)さらに重要なことに、追加の混合によりコアに追加の水素がもたらされ、これによりメインシーケンスの寿命が長くなります。

ただし、太陽質量の星への影響は、実際には非常に重要であるとは考えられません。これらの星は、初期の寿命の間に磁化された風によって角運動量を効率的に失い、回転の影響は、太陽の回転の数倍であっても重要ではないためです。割合。

より大きな星への影響はより深刻になる可能性があります。これらは、寿命の大部分で、分裂率のかなりの割合で回転する可能性があり、低質量の星ほど効率的に角運動量を失うことはありません(磁化された風はありません)。効果はMeynet&Maeder(2000)の標準的な論文に記載されています。それらは、低質量星よりも顕著であり、放射エンベロープと、大幅な質量損失の回転依存性の不確実性のために、より複雑です。

回転の静水圧効果は、メインシーケンスの初期に重要であり、表面温度がわずかに低下すること予想されます。後になって、質量の小さい星の場合と同様に、コア付近とエンベロープ内の混合と拡散の変化が支配的な影響を引き起こし、光度が高くなり、温度が高くなります。コアへの新しい水素燃料の追加混合により、メインシーケンスの寿命を30%延長できます。

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