Увеличивается ли светимость звезды на ее главной последовательности или остается примерно постоянной?

Светимость звезды остается примерно постоянной во время ее пребывания на главной последовательности. Со временем наблюдается небольшое увеличение, которое, как вы догадались, связано с изменением состава звезды из-за слияния.

Так называемая теорема Фогта-Рассела говорит нам, что масса и состав звезды — единственные два фактора, влияющие на ее структуру и, соответственно, на ее светимость.$^{\dagger}$Большинство звезд главной последовательности имеют незначительную скорость потери массы (по крайней мере, по сравнению с проэволюционировавшими звездами, такими как звезды AGB), и поэтому изменения состава должны быть единственным фактором, определяющим эволюцию светимости.

Оказывается, светимость связана со средней молекулярной массой$\mu$по (приблизительно)

$$L\propto\mu^4$$ что не маловажно. Термоядерный синтез превращает водород в гелий в ядре звезды, и, следовательно, должно увеличиваться$\mu$и, следовательно, по светимости (примерно в два раза). Это изменение мало по сравнению с порядком величины, на которую две звезды главной последовательности могут отличаться друг от друга, но оно не равно нулю.

Кроме того, действительно есть изменение центральной температуры (хотя я хотел бы отметить, что ваше использование закона Стефана-Больцмана требует изменения температуры поверхности ) , чтобы приспособиться к увеличению светимости, но скорость генерации энергии очень чувствительна. к изменениям температуры, особенно для звезд, использующих цикл CNO.

---

$^{\dagger}$Это, строго говоря, не соответствует действительности. Вращение, как упомянул Роб Джеффрис, также важно для некоторых звезд и может играть роль в эволюции светимости звезды.