水素燃料が枯渇すると、星の寸法が大きくなる原因は何ですか?


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水素燃料が枯渇すると、星の寸法が大きくなる原因は何ですか?たとえば、太陽は半径を250倍にすることが期待されています。その温度が下がると予想される場合、これは何が原因ですか?温度が下がると、ガスはどのように膨張しますか?

回答:


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太陽は決して水素を使い果たしません。これはよくある誤解です。

この瞬間、太陽は水素をヘリウムに融合しています。この融合ヘリウムは、臨界質量に達するまでコアに残ります。この時点で、コアは崩壊し始めます。この崩壊により、水素が溶融しているコアの周囲の温度と圧力増加し、水素核融合増加します。これにより、放射圧が増加し、外層が膨張して冷却されます。

コアが約1億ケルビンの温度に達すると、コア内の高い放射圧でヘリウム核融合が劇的に始まります(ヘリウムフラッシュ)。ここで、太陽は現在の半径の250倍に達します。

ヘリウム核融合が安定すると、コアの放射圧が低下し、太陽の半径が縮小します。

温度は、表面だけで低下することの拡大としては、コアからさらにだから。


The Disappearing Spoonによると、少なくとも私が理解しているように、温度の上昇は融合速度の低下をもたらします。これは、与えられた組成の星の平衡温度を確立する事実です。ヘリウムが、同様の圧力を受ける水素よりも高い温度で核融合をサポートできる場合、より高い平衡温度が示唆されます。
supercat 14年

温度は核融合において重要なものではありません。コア内の圧力が大幅に増加しています。
Joan.bdm 14年

密度は圧力と温度の関数です。温度が上昇すると、密度が低下します。さらに、私の理解では、原子が融合するためには、速度ベクトルの差が特定の範囲内にある必要があります。小さすぎると、原子核は電荷によって引き離されます。大きすぎると、衝突後に残った運動エネルギーがそれらを引き離します。原子炉は、その中を飛び回る中性子の速度を緩和するために何かを必要とする理由と同様です。
supercat 14年

@supercat正確ではありません。縮退物質では、圧力は温度とほぼ完全に独立しています。これは、さまざまな星の進化のさまざまな段階(ヘリウムフラッシュなど)で重大に発生することです:核は融合を開始する前に縮退するため、圧力はほとんどまたはまったく変化せずに温度が大幅に拡大(または縮小)します。温度が特定のポイントに達すると、コアのほぼ全体が非常に急速に融合します。
ティミーzibadawa
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