Почему металличность играет важную роль в гибели звезд?

Я всегда думал, что масса является единственным фактором, определяющим судьбу звезды. Потом я увидел стол здесь . Так почему же металличность влияет на способность звезды стать черной дырой или нейтронной звездой? Имеет ли он такое же влияние, как масса?

А вы смотрели на бумагу, из которой сделана таблица? Или вы просто ищете ответ рукой?
Железо — это конец пути в нормальных реакциях синтеза. Как только ваше ядро ​​​​заполнится железом, все, и тогда вы получите некоторую форму коллапса, а затем, возможно, сверхновую. Количество железа/других металлов определяет тип коллапса и то, что произойдет дальше (например, сверхновая, гиперновая, коллапс в черную дыру и т. д.).
@adrianmcmenamin Да, но почему?
Предположительно из-за различных типов ядерных реакций, которые доступны. Высокие уровни металлов приведут к различным путям синтеза, некоторые из которых могут, например, высвободить большое радиационное давление, вызывая сверхновую. Но прошло 30 лет с тех пор, как я изучал это!
@adrianmcmenaamin Вопрос явно о металличности, с которой рождается звезда, и о том, как это влияет на эволюционный путь. Это будет иметь мало общего с нуклеосинтезом, поскольку металлы составляют крошечную долю новорождённой звезды. Непрозрачность — это то, что сильно меняется с металличностью.

Ответы (1)

Я не могу дать развернутый ответ; детали скрыты в глубинах численных моделей звездной эволюции.

Вещь, которая больше всего меняется с металличностью новорожденной звезды, — это непрозрачность излучения газа. Более высокая металличность приводит к большей непрозрачности.

Это имеет два немедленных эффекта: из-за этого энергии труднее выйти из недр звезды и повышается вероятность того, что конвекция возьмет верх.

Конвекция имеет свойство смешивать весь материал в конвективной зоне. Это может повлиять на продолжительность каждой фазы ядерного горения и количество потребляемого материала. Он также смешивает синтезированный материал изнутри наружу.

Еще один важный эффект заключается в том, что потеря массы массивными звездами очень велика и происходит из-за радиационно-ускоренных ветров. При заданной светимости газ с высокой металличностью более непрозрачен и легче ускоряется. Следовательно, потеря массы очень чувствительна к металличности и определяет, насколько массивна звезда, когда она достигает конца своей жизни. Это, в свою очередь, имеет большое значение для того, каким будет остаток.

Существует еще одна обратная связь, заключающаяся в том, что металличность ветра - это металличность поверхности, но на это, в свою очередь, может влиять внутреннее смешивание, которое, в свою очередь, зависит от металличности.

Если это звучит сложно, то это потому, что так оно и есть, и требуются подробные численные модели, чтобы увидеть, как все это происходит.

Влияет ли металличность на судьбу звезды так же сильно, как масса?
@Pies Это не очень четко сформулированный вопрос. Какая разница в металличности, какая разница в массе?
Оглядываясь назад, я должен спросить. Если металлы, конечно, более массивны, чем водород и гелий, то не должны ли они способствовать гравитационному коллапсу и образованию черных дыр? Не говоря уже о том, что металлы делают звезду более непрозрачной и препятствуют выходу излучения, что также должно способствовать гравитационному коллапсу, верно? Если это правда, то почему звезды с низким содержанием металлов чаще образуют черные дыры?
Масса есть масса, мы сравниваем звезды с одинаковой массой. Во-вторых, повышенная непрозрачность увеличивает радиационное давление, которое поддерживает большую часть звезды. Коллапс ядра не зависит от величины радиационного давления, но зависит от размера ядра. Звезда с низкой металличностью имеет более массивное ядро. @SirCumference