FAQ   •  RSS   •  Поиск
Вход  •  Регистрация
 
Механизм превращения желтого карлика в красного гиганта
На страницу 1, 2  След.
 
Начать новую тему   Эта тема закрыта, вы не можете писать ответы и редактировать сообщения.    Список форумов - Астрономия для любителей -> Астрономические размышления
Предыдущая тема :: Подписаться на тему [RSS] :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Михаил Голодняк
новичок


Зарегистрирован: 04.06.2021
Сообщения: 3
Откуда: Москва

СообщениеДобавлено: Пт Июн 04, 2021 2:12 am    Заголовок сообщения: Механизм превращения желтого карлика в красного гиганта Ответить с цитатой

Можно прочитать (и услышать), что всем рулит выгорание водорода в ядре и слоевой источник. Дескать сжатие ядра инициирует расширение внешних слоев. Но к-каак??? Сжатие ядра должно привести к тому, что вслед за ним все ухнет вниз. Или слоевой источник поджигается как раз в нужный момент, вследствие сжатия ядра? Один известный популяризатор после этого вопроса ответил, что у него нет времени. Посмотрим, что скажут здешние спецы :-)
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Evalmer
модератор


Зарегистрирован: 03.11.2014
Сообщения: 7404
Откуда: Саратов

СообщениеДобавлено: Пт Июн 04, 2021 9:54 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

У нас этого времени вагон с маленьком тележкой в прицепе, но, при этом, все-таки, не будем тянуть кота за хвост.
Итак, к-каак же Желтый карлик превращается в Красного гиганта?

Начнем с того, что у этих звезд (точнее, у звезды на разных эволюционных стадиях) различный источник энергии:
    у карлика - это термоядерное горение водорода
    у гиганта - термоядерное горение гелия
Единственное, что их, при этом, объединяет - так это то, что сам процесс термоядерного горения протекает не во всем объеме звезды, а исключительно в ее внутренней зоне - ядре, которое окружено "инертной" (в плане термоядерных реакций) оболочкой, размер которой (а вместе с тем и размер самой звезды) определяется количеством энергии, поступающей в нее из "активного" ядра.
И чем больше этот поток энергии, тем больше должна быть площадь ее излучения в окружающее пространство...
Гелий же (в качестве термоядерного топлива) значительно эффективнее водорода (дает на выходе больше энергии) и исключительно по этой причине, звезда, "работающая" на гелии, является гигантом, а "работающая" на водороде - карликом.

Если все это понятно, то можно рассмотреть и вопрос о переходе звезды из одного стационарного состояния (водородного) в другое (гелиевое)...

_________________
Список экспериментальных подтверждений закона планетарных расстояний.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Evalmer
модератор


Зарегистрирован: 03.11.2014
Сообщения: 7404
Откуда: Саратов

СообщениеДобавлено: Пт Июн 04, 2021 10:56 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Итак, водород в звезде закончился - выгорел и превратился в гелий, для горения которого нужна более высокая температура в ядре звезды.
По этой причине (причине "смерти" Желтого карлика) ядро звезды (а, попутно, и сама звезда) начинает сжиматься. Как следствие этого сжатия, температура (с давлением) в ядре повышается до тех пор пока условия в ядре (температура и давление) не достигнут значений, необходимых для запуска горения гелия - гелиевой вспышки (взрывообразного начала термоядерного горения гелия в звезде).

Поначалу энерговыделение растет довольно медленно — за срок порядка нескольких сотен тысяч лет мощность, выделяемая гелиевым ядром, достигает приблизительно 10 солнечных. Всего через несколько лет после этого мощность доходит до величины порядка 10⁰-10 солнечных, что сравнимо со светимостью галактик, но держится на таком уровне всего несколько секунд.
Резкого повышения светимости звезды при этом не наблюдается: энергия, выделяемая в гелиевой вспышке в ядре, не доходит до поверхности звезды, а поглощается внешними слоями (оболочкой звезды), которая разогревается и за счет этого расширяется.
Однако, расширение оболочки звезды сопровождается ее охлаждением и переходом в новое равновесное (когда приток энергии из ядра звезды в ее оболочку в точности соответствует излучению энергии оболочкой в окружающее пространство) состояние - состояние Красного гиганта.

Для Желтых карликов (спектрального класса "G") процесс перехода в состояние Красного гиганта является кратким мигом на фоне их общей продолжительности жизни, но для массивных карликов (спектрального класса "В") переход в категорию гигантов затягивается уже на 50–300 млн. лет. В этот период неравновесного состояния происходят периодические колебания температуры звездной оболочки. Что отражается на изменении размеров и общей светимости звезды. И такие звезды (на стадии своего перехода из карликов в гиганты) становятся классическими цефеидами.

_________________
Список экспериментальных подтверждений закона планетарных расстояний.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Михаил Голодняк
новичок


Зарегистрирован: 04.06.2021
Сообщения: 3
Откуда: Москва

СообщениеДобавлено: Сб Июн 05, 2021 12:06 am    Заголовок сообщения: Механизм превращения желтого карлика в красного гиганта Ответить с цитатой

Я тоже так думал, когда приступал к изучению вопроса. Не во всех красных гигантах горит гелий. Учи матчасть, родной :-)
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Evalmer
модератор


Зарегистрирован: 03.11.2014
Сообщения: 7404
Откуда: Саратов

СообщениеДобавлено: Сб Июн 05, 2021 7:17 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Ваш пресловутый "слоевой источник" является не более чем составной частью ядра. А посему:
пацак писал(а):
кончай трепаться, родной, пошли планету делить

_________________
Список экспериментальных подтверждений закона планетарных расстояний.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Михаил Голодняк
новичок


Зарегистрирован: 04.06.2021
Сообщения: 3
Откуда: Москва

СообщениеДобавлено: Сб Июн 05, 2021 7:40 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Да нет, судя по всему, это работает не так. "Слоевой источник" — некоторый слой водорода вокруг ядра, в котором не происходит горения по причине недостаточной температуры. Когда водород выгорит в ядре, оно, без доступа энергии, сожмется, при этом, отнюдь не очевидно, что произойдет с его температурой, но по теореме о вириале, вроде как должна повысится (при не очень сильной потере на излучение). Ну а "слоевой источник" точно нагреется, и, если звезда достаточно массивна, до температуры начала рр-синтеза, теперь слоевой источник будет таковым уже без кавычек. Произойдет сферический термоядерный "взрыв", который и разнесет внешние слои, превратив желтый карлик в красного гиганта. После длительных размышлений картина вырисовывается примерно такая. Помог ее сформировать вот этот ресурс, если интересно, можно поглянуть:

(ссылка удалена модератором форума)
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Evalmer
модератор


Зарегистрирован: 03.11.2014
Сообщения: 7404
Откуда: Саратов

СообщениеДобавлено: Вс Июн 06, 2021 9:05 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Михаил Голодняк писал(а):
до температуры начала рр-синтеза
рр-синтез - есть обозначение термоядерного горения водорода.
А начало рр-синтеза - есть водородная детонация в недрах протозвезд.
В результате чего звезды выходят на главную последовательность в категории карликов, в том числе и "желтых" - спектрального класса G. Что не имеет никакого отношения к заявленной вами же теме о превращении желтого карлика в красного гиганта, в недрах которого протекает процесс термоядерного горения гелия. А горение гелия к рр-синтезу никакого отношения не имеет.

Отсюда следует вполне логический вывод о ваших весьма поверхностных представлениях о характере звездной энергетики не позволяющих вам давать кому-либо какие-либо рекомендации астрофизического характера.
И в случае продолжения вами "нравоучительного" поведения, ваша тема будет удалена с форума.

_________________
Список экспериментальных подтверждений закона планетарных расстояний.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Макcим
доцент астрономии


Зарегистрирован: 27.01.2018
Сообщения: 133

СообщениеДобавлено: Вс Июн 06, 2021 3:13 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Кстати, о характере звездной энергетики...
рр-синтез - есть столкновение двух протонов, приводящее к образованию атомного ядра тяжелого водорода.
А почему не рассматривается более доступный ре-синтез, дающий в результате столкновения протона с электроном - нейтрон?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Evalmer
модератор


Зарегистрирован: 03.11.2014
Сообщения: 7404
Откуда: Саратов

СообщениеДобавлено: Вс Июн 06, 2021 5:05 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

На каком основании вы считаете, что ре-синтез "более доступный", чем рр-синтез?

Я тут немного посчитал (поправьте, если ошибся) энергию выхода ряда реакций:
    1) р + р → Н + 1.442 МэВ
    2) р + е⁻ → n - 0.782 МэВ
    3) Н + Н → ⁴He + 20.847 МэВ
Получилось, что рр-синтез протекает с выделением энергии (+1.442 МэВ), а ре-синтез требует ее поглощения (-0.782 МэВ).
Этим, в частности, объясняется и то, почему электрон в атоме водорода не может самостоятельно упасть на ядро: ему, для этого, просто необходима дополнительная энергия в размере 0.782 МэВ!

_________________
Список экспериментальных подтверждений закона планетарных расстояний.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Макcим
доцент астрономии


Зарегистрирован: 27.01.2018
Сообщения: 133

СообщениеДобавлено: Пн Июн 07, 2021 9:23 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Интересно.
Только вот тяжёлый водород (2Н) в реальных звездных условиях будет гораздо чаще сталкиваться не с себе подобным ядром, а с протоном (р).
И еще вопрос: сколько энергии выделяется при горении гелия в красных гигантах.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Evalmer
модератор


Зарегистрирован: 03.11.2014
Сообщения: 7404
Откуда: Саратов

СообщениеДобавлено: Пн Июн 07, 2021 11:01 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

В первом случае имеем два варианта:
    либо
    Н + р → Н + 5.475 МэВ
    либо
    Н + р → He + 5.494 МэВ
с последующей трансформацией:
    Н → He + 0.019 МэВ
А второй вопрос дал неожиданный (во всяком случае, для меня) результат.
Я ожидал получить более высокий выход энергии при горении гелия...
    3∙⁴He → С + 7.275 МэВ

_________________
Список экспериментальных подтверждений закона планетарных расстояний.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Макcим
доцент астрономии


Зарегистрирован: 27.01.2018
Сообщения: 133

СообщениеДобавлено: Вт Июн 08, 2021 6:01 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Михаил Голодняк писал(а):
КПД обсуждения ≈0
Ничего удивительного, у тех, для кого начала рр-синтеза связаны с красным гигантом, КПД понимания много ниже нуля.
Evalmer писал(а):
Я ожидал получить более высокий выход энергии при горении гелия...
3∙⁴He → С + 7.275 МэВ
Так ведь здесь записана тройная реакция взаимодействия. Разве такое возможно, чтобы сразу три альфа-частицы столкнулись одновременно?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Evalmer
модератор


Зарегистрирован: 03.11.2014
Сообщения: 7404
Откуда: Саратов

СообщениеДобавлено: Ср Июн 09, 2021 9:57 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Вы правы, одновременного столкновения трех частиц здесь нет.
Речь идет только о сравнении (в плане энергии) начальной и конечной состояний системы. Например, чтобы получить одно ядро атома гелия необходимо иметь четыре протона. Из соотношения дефекта массы можно определить, что при переходе этой системы из начального состояния (четыре протона) в конечное (одно ядро атома гелия) выделится определенное количество энергии:
    4∙р → ⁴He + 26.731 МэВ
Но это вовсе не означает того, что все четыре протона обязаны провзаимодействовать одновременно.
Имеет место поэтапный процесс термоядерного горения водорода:
1) р + р → Н + 1.442 МэВ
2) р + Н → He + 5.494 МэВ
3) р + He → ⁴He + 19.795 МэВ
А далее, горение водорода в звезде прекращается, поскольку энергия уже не выделяется, а поглощается:
    р + ⁴He → ⁵He - 1.676 МэВ
Примечательно, что на каждом этапе горения водорода требуется все более высокая температура, необходимая на преодоление протоном кулоновского барьера взаимодействия (Q), в лице отталкивания одноименных электрических зарядов.

По этой причине, ядро Желтого Карлика имеет слоистую структуру:
Во внешнем слое (холодном, с температурой Q<T<2Q) возможны реакции №1 (р + р) и №2 (р + Н).
И только во внутреннем (горячем, с температурой T>2Q) слое звездного ядра Желтого Карлика идут все три типа реакций термоядерного горения водорода.

_________________
Список экспериментальных подтверждений закона планетарных расстояний.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Макcим
доцент астрономии


Зарегистрирован: 27.01.2018
Сообщения: 133

СообщениеДобавлено: Чт Июн 10, 2021 7:41 am    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Evalmer писал(а):
энергия уже не выделяется, а поглощается:
р + ⁴He → ⁵He - 1.676 МэВ
А почему Вы не рассматриваете случай образования в этой реакции не гелия-5, а лития-5?
По-моему, это более естественно при слиянии одного протона с двумя, в составе гелия.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Evalmer
модератор


Зарегистрирован: 03.11.2014
Сообщения: 7404
Откуда: Саратов

СообщениеДобавлено: Чт Июн 10, 2021 5:14 pm    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Возможно.
Я просто не нашел литий-5 в таблице изотопов. Но исходя из принципа наименьшего дефекта масс можно получить:
    р + ⁴He → ⁵Li - 1.966 МэВ
Так, что тоже не идет такая реакция в недрах очень даже Желтого Карлика.
Впрочем, хватит, пожалуй, о нем - обратимся к Красному Гиганту, у которого в недрах горит не водород, но уже гелий. Любопытно, что не идет прямая реакция горения "топливного шлака" от водородного цикла:
    ⁴He + ⁴He → ⁸Вe - 0.092 МэВ
Зато хорошо горит другая комбинация гелия:
    ⁴He + He → ⁷Вe + 1.586 МэВ (при Т > 4Q)
    и следом: ⁷Вe + е⁻ → ⁷Li + 0,862 МэВ
    а далее, уже в более глубоких слоях звездного ядра (при Т > 6Q):
    ⁴He + ⁷Li → В + 8.666 МэВ
    и так далее...

_________________
Список экспериментальных подтверждений закона планетарных расстояний.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Эта тема закрыта, вы не можете писать ответы и редактировать сообщения.    Список форумов - Астрономия для любителей -> Астрономические размышления Часовой пояс: GMT + 4
На страницу 1, 2  След.
Страница 1 из 2

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете вкладывать файлы
Вы не можете скачивать файлы


Copyright © 2007 -

   Rambler's Top100