Bir yıldız kırmızı dev aşamaya ulaştığında, neden daha opak hale gelir?

Lütfen Quora'nın bu cevabına bakın:

... bir yıldız helyum yakmaya başlamadan önce kırmızı bir dev olacak. Aslında, helyum çekirdeğinin yüzeyindeki bir kabukta hidrojen yakarken kırmızı bir devin içine şişer. Bununla birlikte, kabuk yakma çekirdek yakmadan daha fazla enerji salar, ancak bu bile tek başına yıldızın kırmızı bir dev olmasına neden olmaz, çünkü daha parlak parlayabilirdi. Gerçek suçlu, daha yüksek enerji üretim hızının birleşimidir ve yıldızın yaşamın bu aşamasında daha yüksek opaklığa sahip olmasıdır. Bu, enerjinin radyal olarak yeterince hızlı kaçamadığı ve konveksiyonu yıldızı yeniden dengelemek için süpersonik olması gereken bir enerji krizi üretir. Süpersonik konveksiyon son derece hoşlanmadığından (yani imkansız), yıldız, yanan kabuktaki enerji akısının, şimdi çok daha büyük yüzeydeki enerji akışıyla eşleştiği noktaya büyük ölçüde genişler.

Bu, yıldızların kırmızı devlere nasıl geçtiğine dair bulduğum en iyi açıklamalardan biri. Ancak, cesur olduğum bölüm bana kafa karıştırıyor: yıldız neden daha opak hale geliyor ve bunun ortaya çıkmasına ne neden oluyor?

Bu derste bazı cevaplar var ve bu da yazar bile tüm hikayenin karmaşık olduğunu ve tam olarak bilinmediğini kabul ediyor.

Kabuğun yanması ve yıldızın artık yanmayan çekirdeğin büzülmesi, dış tabakaların bir miktar genişlemesine neden olur (bu, "ayna prensibi" olarak tanımlanır ve kısmen ders 12'de (bölüm 12.4) açıklanır. Hiyonlar oluşmaya başlayana kadar (5000K civarında) Bunlar, opaklıkta artışa neden olan nötr hidrojen atomlarından veya çıplak protonlardan (H +) çok daha fazla ışıkla etkileşime girer.

Yıldızların kırmızı devlere şişmesinin gerçek nedeni opaklık değişikliklerinden değil, merkezde kaynaşmamış helyumun dejenere bir çekirdeğinin yaratılmasından kaynaklanmaktadır. Bu dejenere çekirdek, üzerine oturan hidrojen kaynaşma kabuğuna yüksek bir sıcaklık belirleyen güçlü bir yerçekimine sahiptir. Bu oldukça önemlidir, çünkü bir yıldız Güneşimiz gibi çekirdek füzyona maruz kaldığında, füzyon oranı sıcaklığı ayarlayarak kendi kendini düzenler. Ancak sıcaklık, dejenere çekirdeğin yerçekimi tarafından dikte edildiğinde, oldukça yüksek olma eğilimindedir ve kendi kendini düzenleyemeyen füzyon oranı fındık alır. Bir şey vermek zorunda, çünkü yukarıda belirtildiği gibi, bir enerji krizi var.

Verdiği şey, enerji üretim hızının zarfın genişlemesine neden olması, bu da kaynaştırma kabuğundan ağırlık kaldırmasıdır. Bu, yoğunluğunu ve füzyona giren gaz miktarını azaltır. Dolayısıyla, sıcaklığını kendiliğinden düzenleyen çekirdek füzyonun aksine, kabuk füzyonu, ağırlık kaldırarak kütle miktarını kendiliğinden düzenler. Ancak bu kadar büyük bir ağırlığı kaldırmak için zarfın çok önemli bir genişlemesi gerekir, kırmızı bir devi ergo.

Yüzeye yakın H eksi opaklığı, yıldızın tam olarak ne kadar büyüdüğünü kontrol eder, çünkü kütle kaldırıldıktan sonra, kabuğun tam olarak ne kadar uzağa kaldırıldığı kadar önemli değildir. Ama yıldızın bu enerjiyi uzaya yayma yeteneği için önemlidir, böylece yıldızın yarıçapını kontrol eder, bu yarıçapı ilk etapta büyük yapan şey değildir. Dolayısıyla, zarfın ilk etapta genişlemesinin nedeni opaklıkla ilgisi yoktur, opaklık değişiklikleri önemli genişleme gerçekleştikten sonra devreye girer ve yıldız yüzeyinin nerede biteceğini kontrol eder. Yıldız opaklığı hiç değişmezse, yine de aynı yarıçap değil, dev bir yıldız olurdu.