Apa yang menyebabkan dimensi bintang bertambah ketika bahan bakar hidrogennya habis?

14

Apa yang menyebabkan dimensi bintang bertambah ketika bahan bakar hidrogennya habis? Sebagai contoh, Matahari diperkirakan akan meningkatkan radius 250 kali. Apa yang menyebabkan ini jika suhunya diharapkan turun? Bagaimana gas bisa mengembang jika suhunya turun?

star astrophysics Anixx
sumber

Jawaban:

12

Matahari tidak akan pernah kehabisan Hidrogen. Ini adalah kesalahpahaman umum.

Saat ini Matahari sedang menggabungkan Hidrogen ke dalam Helium. Helium yang menyatu ini tetap menjadi inti sampai mencapai massa kritis . Pada titik ini intinya akan mulai runtuh. Runtuhnya ini meningkatkan suhu dan tekanan di sekitar inti di mana Hidrogen sedang menyatu menyebabkan peningkatan fusi Hidrogen yang juga menyebabkan peningkatan tekanan radiasi yang membuat lapisan luar mengembang dan mendingin.

Begitu inti mencapai suhu sekitar 100 juta fusi Kelvin Helium mulai secara dramatis (Helium Flash) dengan tekanan radiasi tinggi di inti. Di sinilah Matahari akan mencapai 250 kali radius saat ini.

Ketika fusi Helium menstabilkan tekanan radiasi di inti berkurang membuat jari-jari Matahari menyusut.

The Suhu hanya akan turun di permukaan karena seperti mengembang itu itu jauh dari inti.

Joan.bdm
sumber
Menurut The Disappearing Spoon, setidaknya seperti yang saya pahami, peningkatan suhu menghasilkan penurunan laju fusi - fakta yang membentuk suhu kesetimbangan untuk bintang komposisi yang diberikan. Jika helium mampu mendukung fusi pada suhu yang lebih tinggi daripada hidrogen yang mengalami tekanan serupa, itu akan menyarankan suhu kesetimbangan yang lebih tinggi.
supercat
Suhu tidak semua yang penting dalam fusi. Ada peningkatan tinggi dalam tekanan di inti.
Joan.bdm
Kepadatan adalah fungsi dari tekanan dan suhu. Saat suhu meningkat, kepadatan menurun. Lebih jauh, dengan pemahaman saya, agar atom-atom berfusi, perbedaan dalam vektor kecepatannya harus dalam kisaran tertentu. Jika terlalu kecil, inti akan terdorong terpisah oleh muatan listriknya. Jika terlalu besar, energi kinetik yang tersisa setelah tabrakan akan memisahkan mereka. Mirip dengan alasan bahwa reaktor nuklir membutuhkan sesuatu untuk memoderasi kecepatan neutron yang terbang di sekitarnya.
supercat
@ supercat Tidak juga. Dalam materi yang terdegenerasi, tekanan hampir sepenuhnya tidak tergantung pada suhu. Inilah yang secara kritis terjadi dalam berbagai tahap evolusi berbagai bintang (seperti helium flash): inti menjadi merosot sebelum mulai berfusi, sehingga suhu dapat meningkat (atau turun) secara drastis dengan sedikit atau tanpa perubahan tekanan, sehingga dalam penggabungan yang sangat cepat dari hampir seluruh inti begitu suhu mencapai titik tertentu.
zibadawa timmy