红巨星如何定义

2016-07-11 15:03 作者:admin 来源:网络

红巨星如何定义


红巨星是一种演化晚期的恒星,广义上包括氢燃烧以后离开主星序的所有的大光度的恒星。它们位于赫罗图的右方或右上方,属于巨星支或超巨星支,通常这些巨星支或超巨星支的恒星大部分是体积和光度均很大的K型星和M型星,因而是光色发红的低温恒星,故称为红巨星,一部分则为O型和B型的蓝巨星或蓝白巨星,还有一些为亚巨星支的G、F、A型黄巨星或黄白巨星、白巨星,这类天体的一部分靠近主序的是刚刚从主序移出不久的主序后恒星,另一些则是演化过程中的处于某一阶段的形式,在这一星族中,存在很多型的变星,如造父变星、天琴座RR型变星等,除此之外,一些处于演化早期的恒星也出现在这一区域中,如金牛座的T型星等,但这一类的恒星周围常有弥漫的气体云,而一般的红巨星则没有,这是两者现象的一个不同之处。各类质量的恒星转化为红巨星的现象是不同的,对于质量较小的恒星(小于太阳质量的一半),氢耗尽后中心发生十分缓慢的收缩,最终在未引起氦燃烧以前就处于简并态的电子气的平衡态,因而收缩就会停止,而外壳则稍稍向外膨胀一下,即失去了可见光谱的辐射能力,转化为核心物质周围的冷的星云,核心部分外层剩余的氢由于不足以支持星体的辐射而逐渐熄灭,逐渐向简并态电子气平衡的核心收缩。星体核心物质转化为一颗白矮星而消亡,质量更大一些的、在太阳质量1.8—2.2倍以下的恒星,氢耗尽以后核心也收缩为电子气的简并态平衡状态,由于外层的氢燃烧产生的氦不断加入,氦核心质量不断增大,因而缓慢向内收缩,当中心的氦核心质量增大到0.45个太阳质量时,氦核心收缩的温度使氦被点燃,核心物质在简并态电子气平衡的条件下发生核燃烧,产生的热量使氦核心发生膨胀,进而恢复为电子气的非兼并态,然后形成稳定的核燃烧,质量更大的恒星,内部会在非简并态下直接发生核燃烧。
 

对于质量在太阳1.5倍以下的恒星,它在赫罗图上的移动轨迹是一条底部略有曲折的斜向上的曲线,当恒星移动到这条曲线的顶端时,即发生氦燃烧,尔后,由于恒星物质的热逃逸,氦燃烧变得平稳,光度下降,移至略向左倾斜一点的位置,处于长期的停留状态,而质量在太阳1.5倍以上的恒星,在赫罗图上的移动曲线主要表现为一条水平的曲折的向上移动的轨迹,对于质量在太阳10倍以下的恒星,在移向赫罗图右端时发生氦燃烧,质量大于太阳10倍的恒星,在离开主序后的左端部位即发生氦燃烧,氦燃烧的结果是生成碳。
 

这个反应通常称为反应,实际上是按照上面两步进行的,直接进行反应的几率很小,由于生成的铍是具有放射性的,只要在非常短的时间内就会重新分解为氦,所以第二步的反应必须紧接着第一步的反应很快地进行,反应才能完整地发生,这就要求星体内部具有较高的密度和温度,这和氢的燃烧大不相同了。恒星内部的氦燃烧的时间比氢燃烧短得多,像太阳这样的恒星可持续10亿年,而质量在太阳几倍到几十倍的恒星,就只有几十万年到几千年,比主序星的寿命短得多,这就是为什么恒星大多分布集中在主序上的原因。

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