紅巨星到底是什么呢

紅巨星是什么呢?紅巨星是恒星中的意一員,下面我們就來好好的了解一下紅巨星是什么吧!
介紹
在赫羅圖( Hertzsprung-Russell diagram)中,紅巨星分布在主星序區的右上方的一個相當密集的區域內,差不多呈水平走向 。
恒星依靠其內部的熱核聚變而熊熊燃燒著 。核聚變的結果,是把每四個氫原子核結合成一個氦原子核,并釋放出大量的原子能,形成輻射壓 。處于主星序階段的恒星,核聚變主要在它的中心(核心)部分發生,輻射壓與它自身收縮的引力相平衡,恒星內部氫的燃燒消耗極快,中心形成氦核并且不斷增大 。隨著時間的延長,氦核周圍的氫越來越少,中心核產生的能量已經不足以維持其輻射,于是平衡被打破,引力占了上風,有著氦核和氫外殼的恒星在引力作用下收縮坍塌,使其密度、壓強和溫度都急劇升高,氫的燃燒向氦核周圍的一個殼層里推進 。這以后恒星演化的過程是:內核收縮、外殼膨脹——燃燒殼層內部的氦核向內收縮并變熱,而其恒星外殼則向外膨脹并不斷變冷,表面溫度大大降低 。這個過程僅僅持續數十萬年,這顆恒星在迅速膨脹中變為紅巨星 。氦聚變最后的結局,是在中心形成一顆白矮星 。
演化
質量在太陽的0.5至7倍之間的恒星,在耗盡了核心的氫燃料之后,燃燒將會移至核心外圍的氫氣層 。因為惰性的氦核本身沒有能源,便因為重力而收縮并被加熱,在上面的氫也會跟著一起收縮,因此融合的速度會增加,產生更多的能量,導致恒星變得更為明亮(比原來亮1,000~10,000倍)并且使體積膨脹 。體積膨脹的程度超過發光能力的增加,因此表面的有效溫度下降 。表面溫度的下降使得恒星的顏色傾向紅色,因此稱為紅巨星 。理論上,恒星光譜從A至K的主序星會演化成為紅巨星及紅超巨星,而O與B型的恒星會成為藍超巨星(與紅巨星演化有很多不同處) 。
當恒星的核心持續收縮到足以點燃3氦過程的密度和溫度條件,氦融合就會啟動 。
對質量小于2.5倍太陽的恒星而言,氦核心需要持續收縮以對抗越來越多的核心的氦積聚,對抗重力的唯有電子簡并壓力 。所以,當溫度上升到~1億度的點燃溫度時,早已是類似“白矮星”一般的簡并態致密核 。這樣的氦燃燒無法及時通過熱膨脹把能量傳輸出去,就會出現熱失控的氦閃,大約在1分鐘內,氦核的大部分都聚變為碳核(以及后續的氧核),并向恒星外層傳輸出巨量的能量,導致恒星突然性變亮,并持續一個短周期 。然后,核心又不再產生能量,外層的氫在較淺的位置上以較復雜的方式繼續聚變成氦 。恒星核心再次緩慢積聚氦,較長的一段時間后,類似的氦閃又在富含碳-氧內核外的氦包層中再次發生 。這時的恒星就位于赫羅圖上的漸近巨星分支上,每次氦閃后,從一個紅巨星分支進入另一個分支 。
【紅巨星到底是什么呢】 大于太陽質量2.57倍的恒星,由于氫核聚變速度更快、核心更熱,氦聚變可以在核心尚未收縮到白矮星密度的簡并態前就點燃,整個核反應會比較平順與持續的進行 。當這類恒星初始的重元素含量較低(“貧金屬”星)時,它們將進入水平分支——這些恒星在赫羅圖上的位置是水平的分布 。富含金屬的恒星在這個階段則群聚成赫羅圖上的紅群聚 。

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