Perché la traccia dello stadio subgiant è quasi orizzontale sul diagramma delle risorse umane?

Si afferma che:

Dopo la sequenza principale, quando la fusione si indebolisce o si arresta nel nucleo, la radiazione esterna si indebolisce. Il nucleo di elio si contrae e si riscalda. L'energia gravitazionale viene nuovamente convertita in energia termica!

La stella sembrerà raffreddarsi lentamente e subirà un modesto aumento di luminosità. Durante questa fase, il percorso che la stella seguirà nel diagramma delle risorse umane è quasi orizzontale a destra della sua posizione sulla sequenza principale. Le stelle in questa fase sono generalmente indicate come sottogiganti.

Ma non riesco ancora a capire.

star red-giant

— Velut Luna
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Risposte:

Sostituirò la risposta precedente per concentrarmi sul ramo "subgigante" prima del gigante rosso, piuttosto che sulla sequenza pre-principale o sul "ramo orizzontale" della fusione dell'elio core. Altre volte la luminosità è costante, ma questa domanda riguarda il ramo subgigante, che prima mi mancava.

Il motivo per cui la luminosità è quasi costante sul ramo subgigante è legato alla "relazione massa-luminosità" delle stelle pre e della sequenza principale. È dovuto alla diffusione radiativa e al modo in cui porta a una luminosità che dipende solo dalla massa, per una data composizione. Se si confronta con le tracce della sequenza principale, si dovrebbe scoprire che i sottogiganti ripercorrono più o meno quell'evoluzione precedente, solo con una luminosità un po 'più elevata perché molti degli elettroni sono stati inghiottiti in neutroni, riducendo l'opacità e aumentando il tutto. tasso importante di diffusione radiativa. È essenzialmente solo una relazione di massa-luminosità dominata dall'elio, anziché dominata dall'idrogeno, mentre il raggio aumenta a causa dei dettagli di come l'interno si sta evolvendo.

Il motivo per cui la luminosità alla fine aumenta rapidamente sul ramo gigante rosso è che quando il nucleo degenerato inizia a accumularsi in massa, inizia a controllare la temperatura della regione di fusione, e questo cambia significativamente la struttura interna in modi che spiegano i giganti rossi .

— Ken G
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Apparentemente qualcuno che non sa molto sull'evoluzione stellare ha messo un -1, ma puoi essere sicuro che la mia risposta sia corretta lo stesso. Un fatto interessante riguardo alla relazione massa-luminosità è che è indipendente dal raggio, che è un elemento base della combinazione del contenuto di luce interna per la velocità di diffusione. Ecco perché la luminosità non cambia al variare del raggio, ma cambia la temperatura della superficie.

— Ken G

Forse hanno pensato che sembra che tu stia dicendo che "non c'è nessuna fusione di shell importante" durante la fase subgigante? Penserei anche che molti, se non la maggior parte dei subgiganti, hanno buste convettive.

— Rob Jeffries,

Mi riferisco all'importanza della fusione delle conchiglie nel fissare la luminosità della stella. È già ovvio dalla domanda che non esiste un'importante fusione di conchiglie nell'impostazione della luminosità della stella: la luminosità non cambia quando la fusione si sposta dalla fusione del nucleo alla fusione delle coperture! Cosa potrebbe renderlo più ovvio di così? Da qui la domanda. Per quanto riguarda le buste convettive, è questo il motivo per cui la temperatura superficiale della stella diminuisce, ma chiaramente ha poco a che fare con la luminosità. Guarda la traccia.

— Ken G

Dalla radiazione del corpo nero ( ) l'evoluzione orizzontale implica un raggio crescente e una temperatura decrescente. $L = c r^2 T^4$

Questo accade a causa dell'esaurimento di H al centro:

Esaurimento di H nel nucleo -> contrazione del nucleo -> aumento della temperatura del nucleo + fusione H iniziale nell'involucro (nel diagramma delle risorse umane, la stella sale) -> per mantenere l'equilibrio dall'iniezione di energia della fusione H nell'involucro, inviluppo si espande e si raffredda (spostandosi orizzontalmente a destra nel diagramma HR) -> ...

— Kornpob Bhirombhakdi
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Non spiega perché la luminosità è quasi costante.

— Rob Jeffries,

"raggio crescente e temperatura decrescente"

— Kornpob Bhirombhakdi

La luminosità è quasi costante perché è impostata dalla diffusione radiativa e la natura della diffusione radiativa (per l'opacità fissa) è quella di produrre una luminosità che dipende solo dalla massa e non dal raggio. Questa è la "relazione di massa-luminosità". La domanda potrebbe essere riformulata, "perché le persone pensano che la relazione massa-luminosità sia valida solo nella sequenza principale, quando le tracce mostrano che contiene anche la sequenza pre e post principale?" Risposta: perché non stanno prestando attenzione.

— Ken G,

Qualche riferimento per la relazione ML per MS pre / post? Potrei non essere a conoscenza di qualcosa di nuovo.

— Kornpob Bhirombhakdi,

Perché avresti bisogno di un riferimento per la relazione ML post MS quando l'intera domanda qui è perché la relazione ML è ancora valida per i subgiganti? Questa è la domanda che viene posta, la domanda non era la relazione ML ancora valida, era il motivo per cui ancora mantiene. Ed è quello a cui è stata data risposta.

— Ken G,