별의 성숙기

천문학 / / 2020. 11. 10. 15:30

별의성숙

 

10억 년이 지난 후, 항성이 처음 태어났을 때의 질량에 따라 수소를 헬륨으로 지속해서 치환하는 과정이 축적되고, 항성의 중심에는 융합의 산물인 헬륨이 느슨해진다. 뜨겁고 밝은 별은 차갑고 어두운 별보다 수소 융합이 더 빨리 헬륨으로 변합니다. 중간에 쌓인 헬륨은 중력으로 별을 수축시켜 수소보다 밀도가 높아서 융합의 빈도를 높입니다. 이러한 중력 수축에 대해 별의 모양이 붕괴하지 않도록 온도가 높아야 합니다. 결국 핵융합의 연료 역할을 하는 수소가 중심핵으로 고갈되고 수소 융합에 의해 생성되고, 바깥쪽으로 팽창하며, 더는 중력 붕괴와 평형을 이루라는 압력을 받지 않는다면, 항성은 약 1억 켈빈으로 가열될 것이며, 이 온도는 그나 그녀의 전자 퇴행 압력이 중력을 상쇄하거나 중앙 핵이 헬륨 융해를 일으킬 수 있다. 어느 방향으로 진화하느냐는 별의 질량에 달려 있다 적색 왜성 적색 왜성은 수명은 태양의 거의 수백 배(약 200억에서 4조 7천억 년)에 달하기 때문에 컴퓨터 시뮬레이션에서만 추론할 수 있다. 시뮬레이션 결과 가스 구름으로 시작해 수백억 년 동안 메인시리즈 단계에 머물러 있다가 수소를 태우지 못하면 갑자기 수축하는 것으로 나타났다. 적당한 질량 별 중간 질량의 별에서 핵융합 작용은 중심핵 밖의 수소층에서 더 빠르고, 항성 부피가 증가하기 시작한다. 이 때문에 별의 교외 층이 별 중심에서 멀어져 교외 층에 합류하는 중력이 약화하고, 빠르게 팽창하는 동시에 수소의 밀도를 감소시키고, 융합 빈도를 줄이고 표면 온도를 감소시킨다. 표면 온도가 떨어지면 별은 주 계열별보다 더 붉게 보입니다.이 별들은 붉은 거대한 별이라고 불린다.

 

헤르츠스프룽-러셀 도표에 따르면, 붉은 거대한 별들은 분광학 K나 M의 거대한 비 주요 시리즈 별이다. 대표적인 붉은 거인들은 소 알데바란이나 목동의 양치기 숫자를 인용할 수 있다. 태양 질량의 최대 몇 배까지의 별은 수소를 함유한 여러 층이 형성되는 전자 퇴행 압력의 도움으로 헬륨으로 구성된 중앙 핵 구조를 개발합니다. 별의 중력 때문에, 중심핵 바로 위의 수소층은 압축되어 주 계열 별 나이보다 빠른 속도로 수소 융합을 일으킨다. 융합 속도가 빨라질수록 별은 전보다 훨씬 밝아지고, 크기는 1,000배에서 1만 배 더 커진다. 이때, 단위면적당 발광량이 감소하고, 휘도의 변화가 표면적의 변화가 아니라 소량이기 때문에 유효온도가 낮아진다. 이 팽창된 별의 교외는 대류층으로 구성되어 있지만, 내부 물질은 융합 반응이 일어나는 곳에서 별 표면으로 대류를 통해 혼합됩니다. 질량이 매우 작은 별을 제외한 모든 별은 융합의 산물이 오래될수록 별 내부 깊숙이 축적되지만 이 기간에는 융합 생성물이 대류층을 통해 별 표면에서 볼 수 있습니다. 수소 헬륨의 동위 원소에서 발생하는 변화는 관찰할 수 없어서 별의 구성에서 발생하는 엄청난 변화에도 관찰할 수 있는 변화는 매우 미미합니다. NCO 순환의 영향으로, 12C의 백분율은 항성 표면에서 13C보다 낮으며, 탄소와 질소의 비율 변화가 관찰된다. 이러한 변화의 양상은 분광 관측을 통해 감지될 수 있으며 진화가 진행된 몇몇 오래된 별에서 관찰되었습니다. 중심핵의 수소는 핵융합 작용을 통해 헬륨으로 변하고, 이 헬륨은 중심핵에 축적되고, 핵은 더욱 압축되고, 나머지 수소융합 속도는 더욱 빨라진다. 이것은 삼중 알파 과정을 포함한 헬륨 융합 작용을 시작한다;

 

태양 질량의 0.5배를 넘는 항성들 사이에서 헬륨 융합 작용은 전자 퇴행성 압력 때문에 수백만 년에서 수천만 년 사이에 일어나지 않는다. 반면에, 무거운 별의 경우, 헬륨 축적 핵의 결합한 질량과 그 위의 층은 헬륨 융합 단계에서 더 빨리 들어갈 수 있을 만큼 충분히 크다. 거대한 질량의 별 거대한 질량 별은 수소를 빠르게 소비하면서 붉은 초거성 또는 최대 거성으로 진화합니다. 거대한 질량 별은 적색 초거성 또는 최대 거성으로 진화했고, 수소 - 헬륨 - 탄소 - 산소 - 네온 - 마그네슘 - 실리콘은 융합되었다. 차례로 융합; 철은 끝에서 생산된다. 거대한 질량의 별은 죽으면 초신성 또는 초신성에서 폭발하여 철보다 무거운 원소를 생성하고 우주로 튀긴다. 삶을 끝내기 위해서.리겔과 같은 대표적인 스타들이 있다.

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