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關(guān)于中小質(zhì)量恒星的氦閃

2023-08-24 10:39 作者:人馬座V3839  | 我要投稿

對于約0.8M⊙-2.3M⊙的恒星來說,由于氦首次點(diǎn)燃時(shí)氦核處于簡并態(tài),因此氦最初將以爆炸式燃燒 當(dāng)恒星簡并氦核質(zhì)量達(dá)到0.45M⊙時(shí)(所有能在RGB后發(fā)生氦閃的恒星在發(fā)生氦閃時(shí)簡并核質(zhì)量幾乎相同,都是0.45M⊙),氦將點(diǎn)燃。由于等離子中微子過程的發(fā)生,密度大的地方所帶來的能量損失越大,溫度也更低,所以簡并核溫度最高的地方并不在中心,而在中心偏外的地方。所以,中心偏外的氦將首先點(diǎn)燃。根據(jù)簡并態(tài)物質(zhì)狀態(tài)方程(如下圖)可知電子,,簡并氣體的壓強(qiáng)與溫度無關(guān)

因此內(nèi)核不會(huì)發(fā)生膨脹而調(diào)節(jié)壓強(qiáng),所以溫度會(huì)一直提高,氦產(chǎn)能率也一直提高,直到發(fā)生爆炸式燃燒。其所產(chǎn)生的壓力會(huì)把氫殼層源向外推,最后,因溫度過低而熄滅,這導(dǎo)致恒星的光度下降。而當(dāng)離子氣體壓強(qiáng)大于電子氣體壓強(qiáng)時(shí),閃耀發(fā)生層的簡并物質(zhì)會(huì)因膨脹而解除簡并。在閃耀層解除的同時(shí),也推動(dòng)閃耀層以上的部分解除,所以這一次氦閃,把閃耀層和閃耀層以上的區(qū)域都解除簡并,形成一個(gè)幔層,把簡并內(nèi)核和富氫包層分開。 氦閃耀停止后,無氫核收縮,氫殼層源復(fù)燃,產(chǎn)物堆積到氦幔層中溫度再次增加,同時(shí),整體光度回升,直到簡并核向內(nèi)一層點(diǎn)燃,并解除,反復(fù)進(jìn)行這個(gè)過程,直到完全解除。

小質(zhì)量恒星氦閃時(shí)核心光度變化圖 第一次對恒星的影響是最大的,后面幾次因?yàn)榻獬膮^(qū)域不像第一次那么多,而且中間已經(jīng)隔了很厚的幔層,所以對恒星的影響變小,幔層越來越厚,影響也越來越小,直到完全解除。當(dāng)完全解除后,再引發(fā)的氦燃燒就是正常燃燒了,穩(wěn)定的中心氦燃燒階段開始了。 此外,在氦閃之后,氦燃燒將會(huì)引發(fā)對流(由于氦閃時(shí)間),這種對流會(huì)在整個(gè)氦幔層中擴(kuò)散。之后,由于氫殼層源已熄滅,包層對流會(huì)向內(nèi)掘取,把CNO循環(huán)的產(chǎn)物(氦/氮)帶到恒星表面,金屬量非常低的恒星,甚至有可能把氦幔層的C也掘取出來。

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