Как бы я сделал естественную долгоживущую красную гигантскую звезду?

У меня есть система, в которой основные обитаемые планеты находятся на многих спутниках супернептуна. Ледяной гигант не мигрировал внутрь, а обитаемая зона расширилась наружу из-за фазы красного гиганта. Однако мне нужно, чтобы эта фаза красного гиганта длилась достаточно долго, чтобы жизнь могла сформироваться, эволюционировать в разумную форму и колонизировать соседние звезды, начиная с этой системы супернептуна. Красные гиганты, к сожалению, не особенно известны своим долголетием, и 1 миллиард лет (столько же просуществовало бы наше Солнце) просто недостаточно.

Существует потенциал для того, чтобы жизнь имела здесь фору, если бы она сформировалась в нагретом приливами подповерхностном океане, таком как на Европе, поэтому красному гиганту не нужно просуществовать 4 миллиарда лет+, поскольку жизни потребуется только время, чтобы колонизировать землю и затем наземная жизнь развивает интеллект и технологии. Однако чем дольше это длится, тем лучше.

Мое первое предположение заключалось в том, что звезда с меньшей массой также будет иметь более продолжительную фазу красного гиганта. Однако я обнаружил, что звезды с малой массой не могут даже стать красными гигантами; поэтому проблема остается в том, что она слишком недолговечна.

Магия и инопланетяне не допускаются, так как это исходная система, в которой развилась первая жизнь. По крайней мере, в этой галактике.

Я также рассмотрел пару вариантов для более старых вселенных, например, сделать центральную звезду красным карликом, который эволюционирует в свои более горячие фазы (например, гелиевые карлики и голубые карлики), и таким образом расширяется ее обитаемая зона, однако для этого требуется очень старая вселенная. чтобы приспособить время для красного карлика, чтобы эволюционировать так далеко, что неудобно, учитывая, что я хочу, чтобы действительно массивные звезды все еще присутствовали и преобладали в цвете галактик.

или имея звезду с высокой металличностью. Однако мне не удалось найти много информации о том, как звездная металличность влияет на время жизни звезд и их фазы красных гигантов, поэтому я даже не знаю, удлинит ли это фазу.

Редактировать: согласно ответу HDE 226868 звезды с высокой металличностью живут меньше, так что об этом варианте не может быть и речи.

Ответы (2)

Это хороший вопрос, и вы действительно можете достичь своей цели естественным путем. Нижний предел для синтеза гелия ∼ 0,5 М ⊙ ; учитывая соотношение времени жизни главной последовательности т РС ∝ М − 2,5 , мы можем оценить, что такая звезда будет оставаться на главной последовательности примерно 56 миллиардов лет. Хорошее эмпирическое правило для времени жизни красных гигантов составляет примерно 10% времени жизни главной последовательности. † , поэтому звезда чуть выше этого предела термоядерного синтеза потратила бы т РГ ≈ 5,6 миллиардов лет на ветви красных гигантов, чего должно хватить для ваших целей.

Увеличение металличности может немного встряхнуть это. Металлы действительно помогают охлаждать молекулярные облака по мере того, как протозвездные ядра начинают коллапсировать, а это означает, что сейчас намного легче формировать звезды с меньшей массой, чем в начале Вселенной. Это также может понизить максимальную массу звезд (см. Адамс и Лафлин, 1997 ), но в отдаленном будущем ожидается, что этот предел будет не ниже ∼ 30 М ⊙ , что должно повлиять только на самые массивные звезды — ничего похожего на те, которые нас интересуют.

Помимо воздействия на звездное население в целом , уменьшит ли увеличение средней металличности время жизни звезды данной массы? В крайнем случае да. Адамс и Лафлин оценивают зависимость металличности

т РС ∝ Z ( 1 − 4 Z ) ( 1 − 64 27 Z ) 7,5
Это приводит к максимальному сроку службы при Z ∼ 0,04 . Металличность Солнца Z ⊙ ≈ 0,02 ; увеличивая это до Z ∼ 0,10 уменьшит время жизни главной последовательности (и, грубо говоря, время жизни красного гиганта) примерно на 30%. В ожидаемом случае максимальной металличности Z ∼ 0,20 , мы бы увидели чрезвычайно короткие жизни. (Действительно ли экстраполяция на этот случай — другой вопрос.) В результате получается, что даже если средние значения металличности звезд в пять раз выше, чем сегодня — это еще очень далекое будущее — уменьшение возраста не должно быть значительным. достаточно, чтобы вызвать проблемы. Только в самом конце звездной эры вы столкнетесь с проблемами.

† См. Stellar Interiors от Hansen, Kawaler и Trimble.

Это рабочее объяснение, и оно подходит для всех моих целей, кроме одной, хотя в этом я могу ошибаться. 56 миллиардов лет — это большой срок, и я беспокоюсь, что не останется ни одной большой спиральной галактики, формирующей звезды, что является проблемой, поскольку я хочу, чтобы у них была такая галактика для колонизации.
@InfiniteDelta 56 миллиардов лет точно не вызовет никаких проблем. Не должно быть существенных изменений в звездообразовании до тех пор, пока ∼ 10 11 - 12 лет в будущем. Темпы звездообразования по-прежнему будут снижаться — они снижались с тех пор, как ∼ 10 миллиардов лет назад, но временные рамки, о которых мы заботимся, определенно далеки от того момента, когда вам нужно было бы беспокоиться.

Вам нужно как-то заправить свою звезду

Вероятно, лучший способ сделать это — слияние со Stellar . Это должно быть очень удачное столкновение, которое попадает в золотую середину, где они плавно сливаются, чтобы не вызвать сверхновую, или черную дыру, или расплавить ваш ледяной мир, или создать всплеск гамма-излучения, который стерилизует мир. система. Это довольно хитрый выстрел.

0,99 миллиарда лет жизни красных гигантов, гелиевая вспышка всего через несколько месяцев, маленький желтый карлик-изгой входит в систему, попадает на узкую эллиптическую орбиту, и после нескольких кругов (которые, к счастью, остаются далеко от вашей планеты) он в конце концов проносясь мимо солнца на низкой скорости, образуя контактную двойную систему , в конечном итоге сливаясь. Водород и гелий желтого карлика пополняют запасы красного карлика, покупая ему еще ~ миллиард лет.

Это будет довольно жаркая волна на вашей планете, и, вероятно, с большим числом погибших, но при некоторой тщательной настройке цифр должны быть регионы, которые выживут.

"пополнить запасы красного карлика" ты имеешь в виду гиганта?
Как бы я сделал естественную долгоживущую красную гигантскую звезду?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v