Почему увеличивается яркость и радиус Солнца, но не его температура?

В статье Солнца в Википедии есть изображение, показывающее, как со временем менялись яркость, радиус и температура Солнца:

введите описание изображения здесь

В течение последних (и следующих) нескольких миллиардов лет я вижу, что светимость постоянно растет, температура остается примерно такой же, а радиус также увеличивается.

Мне это кажется странным. Я бы предположил, что для увеличения светимости должна увеличиться температура. А чтобы температура увеличилась, радиус должен был бы уменьшиться (по мере того, как ядро ​​становится плотнее, температура повышается).

Так почему же это работает именно так?

PS: Я также был бы признателен за конкретное объяснение того, почему все три уменьшались в начале жизни Солнца, но вдруг начали увеличиваться.

Указанная температура является температурой поверхности . Температура ядра действительно увеличивается с увеличением радиуса и светимости.

Ответы (1)

Эффективная температура Т е ф ф звезды, что предположительно и было нарисовано, определяется ее отношением к радиусу звезды р и светимость л от

л знак равно 4 π р 2 о Т е ф ф 4

Это исходит из предположения, что звезда излучает как черное тело в фотосфере. Хотя это не совсем так, это довольно точно, и независимо от того, как мы определяем эффективную температуру. Фактическая температура поверхности будет немного отличаться, но также будет вести себя примерно так, как показано на графике.

Таким образом, даже если Т е ф ф постоянна, звезда расширяется, если становится ярче. Кроме того, вы можете видеть, что чувствительность к температуре выше, чем к радиусу, поэтому умеренное изменение светимости может быть поглощено относительно небольшим изменением эффективной температуры.

В то время как светимость в основном определяется простым поведением ядерных реакций в ядре (с точки зрения температуры и плотности), свойства поверхности зависят от того, как энергия переносится вблизи поверхности. Для излучения вы должны учитывать, какова непрозрачность материала, которая сама зависит от состояний ионизации и многого другого. Достаточно легко понять, почему светимость растет (ядро становится плотнее, а также горячее, вырабатывая энергию быстрее), но определить свойства поверхности сложнее. Для Солнца получается так, как показано на графике, после решения всех уравнений с соответствующими непрозрачностями.

Кроме того, в качестве крайнего контрпримера к тому, что «ярче значит горячее и меньше», помните, что красные гиганты намного ярче, но и намного холоднее!

PS: я не уверен в источнике данных, но я предполагаю, что покачивание в начале происходит из-за того, что звезда заканчивает сжиматься на главной последовательности. То есть до первого минимума энергия высвобождается за счет гравитационного сжатия. После него начинает преобладать энергия ядерных реакций.

Кроме того, нам нужно беспокоиться о светимости, а не о температуре поверхности Солнца. Некоторые модели предполагают, что все океаны на Земле «выкипят» в течение следующего миллиарда лет.
Почему увеличивается яркость и радиус Солнца, но не его температура?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v