Предполагая относительно равномерное соотношение массы и радиуса, звезда с массой и радиусом 0,25 Солнца будет иметь плотность 22,5003 г/см³, или примерно в 16 раз больше плотности нашего Солнца.
Тем не менее, очевидно, что у красного карлика такого размера может быть диапазон плотностей. Одним из основных факторов является его температура, чем холоднее, тем выше плотность.
Мой вопрос состоит из трех частей: что повысит или понизит температуру звезды такого размера, как это повлияет на ее плотность и какие факторы, кроме температуры, повысят или понизят плотность этой звезды?
«Теорема» Фогта -Рассела утверждает, что структура звезды однозначно определяется ее массой и распределением химических элементов внутри нее.
Чтобы ответить на ваш вопрос, вам нужно решить, что вы держите фиксированным. Звезда данной массы и состава имеет фиксированный радиус. Если вы увеличиваете массу, вы увеличиваете радиус. Если вы зафиксируете массу и сделаете звезду более бедной металлом, то вы уменьшите радиус (но не очень сильно для М-карликов).
Температура поверхности определяется светимостью и радиусом. Светимость регулируется центральной температурой. Увеличение массы увеличивает центральную температуру и значительно увеличивает светимость. Радиус также увеличивается, но недостаточно, чтобы компенсировать это, поэтому температура поверхности также повышается. При фиксированной массе уменьшение металличности не сильно влияет на центральную температуру или светимость, поэтому уменьшение радиуса означает увеличение температуры поверхности.
Основной ответ заключается в том, что уравнения звездной структуры определяют структуру звезды, и существует предел тому, сколько раз вы можете махать руками.
В последние годы стало понятно, что теорема Фогта-Рассела — это еще не конец истории, особенно для М-карликов. Их радиусы и температура поверхности также, по-видимому, зависят от того, насколько быстро они вращаются и магнитно активны. Это связано либо с подавлением конвективного потока тепла внутренними магнитными полями, либо с блокированием потока звездными пятнами на поверхности (например, Джексон и др., 2018 — работа, в которой я участвую). Оба этих эффекта делают звезды больше и холоднее при фиксированной массе.
Для звезд главной последовательности выбор невелик. Если вы выбираете массу, то все остальное определяется; любые изменения, которые вы видите, связаны с разным химическим составом (таким образом, с фракциями разных элементов).
Для главной последовательности обычно предполагается, что и (и аналогично плотность дана для данной массы). Диаграмма Герцшпрунга -Рессела является выражением этого.
Любые звезды не на главной последовательности, будь то белые карлики или любые гиганты, находятся там из-за своего особого химического состава. Белые карлики — это вырожденные звездные остатки, медленно остывающие. Гиганты эволюционировали в сторону от главной последовательности. У них есть какой-то другой процесс (ы) синтеза, кроме сжигания водорода в их ядре, поэтому их светимость намного больше, чем у звезд, сжигающих водород; по крайней мере, у них есть ядро, обедненное водородом и обогащенное гелием, и началось горение водородной оболочки.
Си-К
ПрофРоб
Си-К