Czy gwiazda łączy hel z berylem w głównej sekwencji?

15

Kiedy gwiazda zakończy topienie całego wodoru w hel, zacznie się topić hel w beryl i tak dalej, i tak dalej, aż do żelaza.

Kiedy gwiazda łączy się z berylem, czy będzie nadal w głównej fazie sekwencji i czy w tym momencie zacznie rosnąć w fazę czerwonego olbrzyma, czy też nie ma żadnej reguły, kiedy zacznie rosnąć?

Różne Użytkownik
źródło
4
Gwiazdy nie łączą helu z berylem, Be-8 ma niezwykle krótki okres półtrwania. Izotopy berylu są wytwarzane przez spallację promieni kosmicznych .
PM 2,
1
Dzięki PM za podkreślenie mojego błędu, zrobiłem trochę więcej badań i zobaczyłem Małe -> H-> He, Medium przejdź do Carbon. Jakkolwiek masywne gwiazdy wznoszą się w górę Miedzi i więcej, myślałem, że fuzja zatrzymała się w żelazie. enchantedlearning.com/subjects/astronomy/stars/fusion.shtml
Różne Użytkownik
1
Masz rację: fuzja gwiezdna nie kończy się na żelazie / niklu. Ale w gorącej gwiazdce o wystarczającym strumieniu neutronów cięższe gatunki mogą zostać „ugotowane” przez proces s .
PM 2,
@ PM2Ring Ale Be9 jest stabilny.
Kumulacja
@Akumulacja Jasne, ale jak zamierzasz zbudować ją poprzez syntezę? He-4 + He-5 jest mało prawdopodobne, ponieważ He-5 ma bardzo krótki okres półtrwania. Be-8 + p -> B-9 po prostu wyrzuca proton z równie małym okresem półtrwania.
PM 2,

Odpowiedzi:

10

Co definiuje główną sekwencję?

Gwiazdy o głównej sekwencji charakteryzują się fuzją wodoru w rdzeniach, poprzez łańcuch proton-proton (dla gwiazd o mniejszej masie) lub cykl CNO (dla gwiazd o masie większej niż około 1,5 raza). Poza rdzeniem nie zachodzi znacząca fuzja; warstwy zewnętrzne są zaangażowane w radiacyjny lub konwekcyjny transport energii, ale nie w wytwarzanie energii. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli zachodzi fuzja wodoru w rdzeniu, mówimy, że gwiazda wciąż znajduje się w głównej sekwencji.

To zmiany w gwiazdach, które ewoluują poza główną sekwencją. Niektóre czerwone olbrzymy o małej masie mogą stopić wodór z helem w cyklu CNO w warstwie poza w dużej mierze niereaktywnym rdzeniem helowym; jest to nazywane spalaniem powłoki . W masywniejszych gwiazdach cięższe pierwiastki (np. Hel, węgiel itp.) Są stopione w rdzeniu, a spalanie pocisków trwa w warstwach zewnętrznych. Na przykład w dość dużej masie gwiazdy, która znajduje się daleko w fazie po sekwencyjnej fazie życia, możesz zobaczyć tlen, neon, węgiel, hel i wodór stopione w kolejnych warstwach coraz dalej od jądra.

Powszechnym nieporozumieniem jest to, że gwiazda zużywa cały swój wodór przed opuszczeniem głównej sekwencji; to nie jest prawda. Zużywa jedynie większość wodoru w swoim rdzeniu; w warstwach zewnętrznych jest jeszcze dużo, co umożliwia stopienie powłoki.

Ewolucja sekwencji po głównej

Rozważmy gwiazdy o masie około jednego Słońca. Gdy fuzja wodoru zatrzymuje się w rdzeniu (teraz zdegenerowanym), źródło ciśnienia utrzymujące gwiazdę w równowadze hydrostatycznej zanika. Spalanie wodoru rozpoczyna się w skorupie wokół rdzenia. Po pewnym czasie rdzeń zaczyna się kurczyć, zewnętrzna otoczka rozszerza się i mówi się, że gwiazda znajduje się na czerwonej gałęzi giganta. W końcu temperatury rosną do punktu, w którym może wystąpić proces potrójnej alfa i następuje błysk helu, oznaczający początek gałęzi poziomej i fuzji helu w procesie potrójnego alfa. Palenie się wodoru jest kontynuowane.

Jak zauważysz - i jak powiedzieli inni - gwiazdy nie łączą helu z berylem w znaczącym stopniu podczas żadnej części tego procesu ani ogólnie po ewolucji sekwencji po głównej. Jest endotermiczny; potrójny proces alfa jest egzotermiczny.

HDE 226868
źródło
W którym momencie zaczyna rosnąć gwiazda? Pod koniec syntezy wodoru w rdzeniu?
Różne Użytkownik
1
@ Różne gwiazdy użytkownika rosną przez całe życie w głównej sekwencji. Na przykład nasze Słońce miało zaledwie 0,75 R☉ tuż po jego narodzinach, a 3-4 miliardy lat od teraz będzie około 1,5 R☉. Oczywiście zakładam, że masz na myśli rozszerzenie do czerwonego olbrzyma. W takim przypadku hel zaczyna się topić. Wodór wciąż ulega stopieniu wzdłuż krawędzi rdzenia i jest to określane jako skorupa fuzyjna wodoru, ale większość rdzenia będzie w tym momencie topić hel (lub cięższe pierwiastki, jeśli później). Technicznie rzecz biorąc, powłoka nie jest właściwie częścią rdzenia, ale to jest semantyka.
User24373,
3
@ KITTENDESTROYER-9000 „W takim przypadku hel zaczyna się topić.” Ta część komentarza jest nieprawidłowa. Gwiazda kurczy się, gdy zaczyna stapiać hel i kończy pierwszą wznoszącą się gałąź czerwonego olbrzyma.
Rob Jeffries
3
Jeśli chodzi o nieporozumienie omówione w paragrafie 3, praktycznie żaden proces fizyczny nie przekształci całego A w B, a następnie przekształci wszystkie B w C i tak dalej. Raczej, gdy A staje się mniej obfity, tempo przekształcania A w B będzie spowalniać, a gdy B staje się bardziej obfite, tempo produkcji C wzrośnie. To nigdy nie będzie trudne.
David Richerby
19

Czy gwiazda łączy hel z berylem w głównej sekwencji?

10-16

To znacznie zwiększa prawdopodobieństwo, że trzecie jądro helu-4 połączy się z krótkotrwałym jądrem berylu-8, tworząc węgiel-12. To jest stabilne. Następnym etapem po spalaniu wodoru jest zatem potrójne spalanie helu ( potrójny proces alfa ), zasadniczo omijając beryl, z wyjątkiem pośredniego.

Kiedy gwiazda łączy się z berylem, czy będzie nadal w głównej fazie sekwencji i czy w tym momencie zacznie rosnąć w fazę czerwonego olbrzyma, czy też nie ma żadnej reguły, kiedy zacznie rosnąć?

Gwiazda opuszcza główną sekwencję na długo zanim zacznie się topić hel. Opuszcza główną sekwencję, gdy gwiazda nie jest już w stanie utrzymać syntezy wodoru w rdzeniu. Dzieje się tak, gdy rdzeń staje się pozbawiony wodoru. W tym momencie hel pozostawiony przez stopienie wodoru jest zasadniczo popiołem. Fuzja wodoru przebiega na krawędzi rdzenia (spalanie skorupy), ale zubożony w rdzeń rdzeń w tym momencie jest zdecydowanie zbyt zimny, aby stopić hel z węglem (nie beryl). Tak więc zapada się i stopniowo staje się cieplejszy.

Gwiazda zaczyna stapiać hel z węglem (a także tlenem), jeśli masa gwiazdy po sekwencji głównej jest wystarczająco duża. W tym momencie czerwony gigant zapada się i zachowuje się prawie jak główna gwiazda sekwencji z drugim życiem. To drugie życie nie trwa jednak długo.

David Hammen
źródło