Warum ist die Spur der Subgiant-Stufe im HR-Diagramm fast horizontal?

Es wird angegeben, daß:

Nach der Hauptsequenz schwächt sich die nach außen gerichtete Strahlung ab, wenn die Fusion im Kern schwächer wird oder aufhört. Der Heliumkern zieht sich zusammen und erwärmt sich. Gravitationsenergie wird wieder in Wärmeenergie umgewandelt!

Der Stern scheint sich langsam abzukühlen und nimmt leicht an Helligkeit zu. Während dieser Phase verläuft der Pfad, dem der Stern im HR-Diagramm folgt, fast horizontal rechts von seiner Position in der Hauptsequenz. Sterne in dieser Phase werden normalerweise als Subgianten bezeichnet.

Aber ich kann es immer noch nicht verstehen.

star red-giant

— Velut Luna
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Antworten:

Ich werde die vorherige Antwort ersetzen, um mich auf den "subgiant" -Zweig vor dem roten Riesen zu konzentrieren, anstatt auf die Vor-Hauptsequenz oder den "horizontalen Zweig" der Kern-Helium-Fusion. In anderen Fällen ist die Leuchtkraft konstant, aber bei dieser Frage geht es um den subgiant Zweig, den ich zuvor verpasst habe.

Der Grund, warum die Leuchtkraft auf dem Subgiant-Zweig nahezu konstant ist, hängt mit der "Masse-Leuchtkraft-Beziehung" von Sternen vor und in der Hauptsequenz zusammen. Dies ist auf die Strahlungsdiffusion zurückzuführen und darauf, wie es zu einer Leuchtkraft führt, die für eine bestimmte Zusammensetzung nur von der Masse abhängt. Wenn Sie mit Spuren vor der Hauptsequenz vergleichen, sollten Sie feststellen, dass die Subgianten diese frühere Entwicklung mehr oder weniger nachvollziehen, nur mit einer etwas höheren Leuchtkraft, da viele der Elektronen in Neutronen verschluckt wurden, wodurch die Opazität verringert und die Gesamtmenge erhöht wurde. wichtige Strahlungsdiffusionsrate. Es handelt sich im Wesentlichen nur um eine heliumdominierte Masse-Leuchtkraft-Beziehung anstelle einer wasserstoffdominierten Beziehung, da der Radius aufgrund der Details der Entwicklung des Innenraums zunimmt.

Der Grund, warum die Leuchtkraft auf dem roten Riesenast schließlich steil ansteigt, ist, dass der entartete Kern, wenn er anfängt, sich in Masse aufzubauen, die Temperatur des Schmelzbereichs zu steuern beginnt, und dies verändert die innere Struktur auf eine Weise, die zur Erklärung roter Riesen führt .

— Ken G.
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Anscheinend hat jemand, der nicht viel über Sternentwicklung weiß, eine -1 gesetzt, aber Sie können sicher sein, dass meine Antwort trotzdem richtig ist. Eine interessante Tatsache über die Masse-Leuchtkraft-Beziehung ist, dass sie unabhängig vom Radius ist, der ein Grundelement der Kombination aus internem Lichtgehalt und Diffusionsrate ist. Deshalb ändert sich die Leuchtkraft nicht, wenn sich der Radius ändert, sondern die Oberflächentemperatur.

— Ken G

Vielleicht dachten sie, dass Sie anscheinend sagen, dass es während der Subgiant-Phase "keine wichtige Shell-Fusion" gibt? Ich würde auch denken, dass viele, wenn nicht die meisten Subgianten konvektive Umschläge haben.

— Rob Jeffries

Ich beziehe mich auf die Bedeutung der Schalenfusion bei der Einstellung der Leuchtkraft des Sterns. Aus der Frage ist bereits ersichtlich, dass es bei der Einstellung der Leuchtkraft des Sterns keine wichtige Schalenfusion gibt - die Leuchtkraft ändert sich nicht, wenn die Fusion von der Kernfusion zur Schalenfusion wechselt! Was könnte es offensichtlicher machen als das? Daher die Frage. Konvektionshüllen sind davon betroffen, warum die Oberflächentemperatur des Sterns sinkt, haben aber eindeutig wenig mit der Leuchtkraft zu tun. Schau dir nur die Strecke an.

— Ken G

$L = c r^2 T^4$

Dies geschieht aufgrund der Erschöpfung von H im Kern:

Erschöpfung von H am Kern -> Kernkontraktion -> Erhöhung der Kerntemperatur + Beginn der H-Fusion in der Hülle (im HR-Diagramm steigt der Stern an) -> um das Gleichgewicht durch die Injektion von Energie der H-Fusion in die Hülle, Hülle, aufrechtzuerhalten expandiert und kühlt (im HR-Diagramm horizontal nach rechts) -> ...

— Kornpob Bhirombhakdi
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Erklärt nicht, warum die Leuchtkraft fast konstant ist.

— Rob Jeffries

"zunehmender Radius und abnehmende Temperatur"

— Kornpob Bhirombhakdi

Die Leuchtkraft ist nahezu konstant, da sie durch Strahlungsdiffusion eingestellt wird und die Art der Strahlungsdiffusion (für feste Opazität) darin besteht, eine Leuchtkraft zu erzeugen, die nur von der Masse und nicht vom Radius abhängt. Dies ist die "Masse-Leuchtkraft-Beziehung". Die Frage könnte neu formuliert werden: "Warum denken die Leute, dass die Masse-Leuchtkraft-Beziehung nur in der Hauptsequenz gilt, wenn Spuren zeigen, dass sie auch die Vor- und Nach-Hauptsequenz enthält?" Antwort: weil sie nicht aufpassen.

— Ken G

Irgendwelche Referenzen für ML-Beziehung für Pre / Post-MS? Ich weiß vielleicht nichts Neues.

— Kornpob Bhirombhakdi

Warum benötigen Sie eine Referenz für die ML-Beziehung nach MS, wenn die ganze Frage hier lautet, warum die ML-Beziehung für Subgianten immer noch gilt? Das ist die Frage, die gestellt wird, die Frage war nicht, ob die ML-Beziehung noch besteht, sondern warum sie immer noch gilt. Und das wurde beantwortet.

— Ken G