¿Por qué la trayectoria de la etapa subgigante es casi horizontal en el diagrama HR?

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Se indica que:

Después de la secuencia principal, a medida que la fusión se debilita o se detiene en el núcleo, la radiación hacia el exterior se debilita. El núcleo de helio se contrae y se calienta. ¡La energía gravitacional se convierte nuevamente en energía térmica!

La estrella parecerá enfriarse lentamente y sufrirá un modesto aumento de luminosidad. Durante esta fase, el camino que seguirá la estrella en el diagrama HR es casi horizontal a la derecha de su posición en la Secuencia Principal. Las estrellas en esta fase generalmente se denominan subgigantes.

Pero todavía no puedo entender.

Si cita, debe vincular a su fuente y dar atribución

Respuestas (2)

Reemplazaré la respuesta anterior para centrarme en la rama "subgigante" antes de la gigante roja, en lugar de la secuencia anterior a la principal o la "rama horizontal" de la fusión de helio del núcleo. Esas son otras veces que la luminosidad es constante, pero esta pregunta es sobre la rama subgigante, que antes me perdí.

La razón por la que la luminosidad es casi constante en la rama subgigante está relacionada con la "relación masa-luminosidad" de las estrellas de la secuencia principal y la anterior. Se debe a la difusión radiativa y cómo conduce a una luminosidad que depende únicamente de la masa, para una composición dada. Si comparas las pistas anteriores a la secuencia principal, deberías encontrar que las subgigantes más o menos vuelven a trazar esa evolución anterior, solo que con una luminosidad algo más alta porque muchos de los electrones han sido absorbidos por los neutrones, reduciendo la opacidad y aumentando el total. tasa importante de difusión radiativa. Es esencialmente solo una relación masa-luminosidad dominada por helio, en lugar de dominada por hidrógeno, a medida que el radio aumenta debido a los detalles de cómo evoluciona el interior.

La razón por la que la luminosidad finalmente aumenta abruptamente en la rama de la gigante roja es que a medida que el núcleo degenerado comienza a acumularse en masa, comienza a controlar la temperatura de la región de fusión, y esto cambia significativamente la estructura interna de maneras que explican las gigantes rojas. .

Aparentemente, alguien que no sabe mucho sobre la evolución estelar puso un -1, pero puede estar seguro de que mi respuesta es correcta de todos modos. Un hecho interesante sobre la relación masa-luminosidad es que es independiente del radio, que es un elemento básico de la combinación del contenido de luz interna por la tasa de difusión. Es por eso que la luminosidad no cambia a medida que cambia el radio, pero la temperatura de la superficie sí cambia.
¿Quizás pensaron que pareces estar diciendo que "no hay una fusión de capa importante" durante la fase subgigante? También pensaría que muchas, si no la mayoría, de las subgigantes tienen envolturas convectivas.
Me refiero a la importancia de la fusión de las capas a la hora de fijar la luminosidad de la estrella. Ya es obvio a partir de la pregunta que no hay una fusión de capa importante en la configuración de la luminosidad de la estrella: ¡la luminosidad no cambia cuando la fusión cambia de fusión central a fusión de capa! ¿Qué podría hacerlo más obvio que eso? De ahí la pregunta. En cuanto a las envolturas convectivas, se explica por qué cae la temperatura de la superficie de la estrella, pero claramente tiene poco que ver con la luminosidad. Basta con mirar la pista.

De la radiación de cuerpo negro ( L = C r 2 T 4 ) la evolución horizontal implica radio creciente y temperatura decreciente.

Esto sucede debido al agotamiento de H en el núcleo:

Agotamiento de H en el núcleo -> contracción del núcleo -> aumento de la temperatura del núcleo + inicio de la fusión de H en la envoltura (en el diagrama HR, la estrella sube) -> para mantener el equilibrio de la inyección de energía de fusión de H en la envoltura, envoltura se expande y se enfría (moviéndose horizontalmente hacia la derecha en el diagrama HR) -> ...

No explica por qué la luminosidad es casi constante.
"radio creciente y temperatura decreciente"
La luminosidad es casi constante porque se establece por difusión radiativa, y la naturaleza de la difusión radiativa (para opacidad fija) es producir una luminosidad que depende solo de la masa y no del radio. Esta es la "relación masa-luminosidad". La pregunta podría reformularse, "¿por qué la gente piensa que la relación masa-luminosidad solo se mantiene en la secuencia principal, cuando las pistas muestran que también se mantiene antes y después de la secuencia principal?" Respuesta: porque no están prestando atención.
¿Alguna referencia para la relación ML para pre/post MS? Puede que no me entere de algo nuevo.
¿Por qué necesitaría una referencia para la relación ML posterior a MS cuando toda la pregunta aquí es por qué la relación ML aún se mantiene para los subgigantes? Esa es la pregunta que se hace, la pregunta no era si la relación ML aún se mantiene, sino por qué aún se mantiene. Y eso fue lo que se respondió.
¿Por qué la trayectoria de la etapa subgigante es casi horizontal en el diagrama HR?
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