Увеличение светимости звезды

Светимость звезды пропорциональна четвертой степени ее температуры и квадрату ее радиуса. Также соотношение массы и светимости говорит о том, что светимость звезды пропорциональна приблизительно M^3,5.

Рассмотрим звезду главной последовательности. Он находится в гидростатическом равновесии, поэтому нет коллапса или расширения. Таким образом, радиус не сильно меняется. Кроме того, звезда находится в тепловом равновесии, поэтому энергия, которую она генерирует, равна энергии, которую она излучает. Таким образом, температура не должна значительно измениться. Более того, звезда теряет массу в виде энергии из-за синтеза. Теперь, если мы рассматриваем здесь соотношение массы и светимости, то почему происходит небольшое увеличение светимости у звезды во время ее пребывания на главной последовательности. Если он теряет массу, то должен терять и свою светимость, верно?

Подскажите, пожалуйста, где я ошибаюсь в своих рассуждениях.

Ответы (1)

Отношение светимости к массе неточное. Светимость также зависит от состава звезды, особенно в областях ядерного горения и вокруг них.

Состав меняется в течение жизни главной последовательности, когда водород превращается в гелий. Средняя масса частицы увеличивается, а количество электронов на единицу массы уменьшается. Первое означает, что температура увеличивается для поддержания аналогичного давления, что увеличивает скорость плавления. Последнее уменьшает непрозрачность газа, что приводит к меньшему температурному градиенту и, следовательно, к большей звезде. Звезда, подобная Солнцу, становится примерно в два раза ярче в течение своей жизни на главной последовательности.

Потеря массы из-за излучения с поверхности звезды незначительна для Солнца, но более важна для звезд с большей массой.

Для Солнца скорость потери массы из-за этого процесса составляет около 6 × 10 − 14 его массы в год, так что только около 0,6% его массы теряется таким образом за время его жизни на главной последовательности. Масса, потерянная солнечным ветром, вероятно, немного важнее, но ее общей суммы недостаточно, чтобы противодействовать эффекту изменения состава. Скорость радиационной потери массы увеличивается по мере того, как М 3,5 для звезд с более высокой массой, но, конечно, их жизнь также короче на М − 2,5 . Чистый эффект заключается в том, что доля потерянной массы пропорциональна массе, то есть около 6% для звезды с массой в десять солнечных. Само по себе это уменьшило бы светимость примерно на 20%; эффект композиционного изменения намного сильнее.

FWIW, Википедия утверждает, что потеря массы Солнца из-за излучения почти равна потере массы из-за солнечного ветра и КВМ.
@Rob Jeffries Хорошо, так что вы имеете в виду, что увеличение средней молекулярной массы доминирует над уменьшением массы звезды, и, таким образом, в результате этого светимость звезды увеличивается очень медленно в МС по сравнению с тем, когда она выходит из МС, правильно ?
@PM2Ring Скорость радиационной потери массы составляет 3,83 × 10 26 / с 2 в секунду = 6 × 10 − 14 М ⊙ /год. Текущая скорость потери массы солнечным ветром составляет несколько 10 − 14 М ⊙ /год, но это было бы на порядок и более выше в первый млрд лет жизни Солнца. Мое утверждение верно.
Я согласен, что ваш ответ правильный (как обычно). А Википедия говорит только о нынешних массовых потерях. И, конечно же, в далеком будущем, когда Солнце пройдет свои фазы красного гиганта, оно, безусловно, потеряет гораздо больше массы из-за ветра и т. д., чем из-за излучения. :)
Увеличение светимости звезды
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v