Wir wissen, dass der CNO-Zyklus den größten Teil der Energieproduktion in einem „stern mit höherer Masse“ von ca. über 2 Sonnenmassen und der Kern ist aufgrund des großen Temperaturgradienten konvektiv. Mein Professor hat festgestellt, dass Radius, Leuchtkraft, T_eff und T_center alle zunehmen, aber rho_center (Dichte) nicht. Ich kann in meinem Text nichts finden, was dies erklärt, aber ich nehme an, dass dies daran liegt, dass die Konvektion gegen die Schwerkraft arbeitet. Wenn jemand dieses Konzept aufklären könnte (warum rho_center im Allgemeinen konstant bleibt), würde ich es begrüßen. Begriffliche Erläuterungen sind hilfreich!
Das Wichtigste, was passiert, ist, dass Wasserstoff in Helium umgewandelt wird, was im Wesentlichen bedeutet, dass Elektronen und Protonen zu Neutronen (den Neutronen im Helium) verschmolzen werden. Das reduziert die Anzahl der Partikel. Wenn Sie zum Beispiel ein reines Wasserstoffgas in ein reines Heliumgas umwandeln, haben Sie jetzt die Hälfte der Elektronen, die Sie vorher hatten. Außerdem haben Sie 3 Teilchen (einen He-Kern und 2 Elektronen), wo Sie vorher 8 gehabt hätten (im Fall von reinem H zunächst nur als Beispiel). Der Verlust von Partikeln bedeutet, dass Sie bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Volumen Druck verlieren (dies wäre proportional zur Anzahl der Partikel), sodass sich der Kern zusammenziehen muss. Die Temperatur steigt ein wenig, aber nicht viel, da Kernverbrennung sehr temperaturempfindlich ist. Aber die Partikeldichte fällt stark ab, damit die Dichte gleich bleibt,
Der Grund, warum dies möglicherweise keine Änderung der Kerndichte erfordert, ist, dass der Kerndruck ungefähr wie der Radius hoch -4 skaliert (aufgrund der Anforderungen des Kräftegleichgewichts, das den Druck mal die Oberfläche ausgleicht, die wie P * R skaliert ^2, mit der Schwerkraft, die wie 1/R^2 skaliert). Das ist also ein ziemlich steiler Abfall von P, wenn R ein wenig ansteigt, und anscheinend reicht der kleine Anstieg von R aus, um den großen Abfall von Kern P zu kompensieren, um die Dichte gleich zu halten (basierend auf der Aussage Ihres Professors, dass sie fast bleibt). das gleiche). Es muss im Wesentlichen ein Zufall sein, wie diese Dinge funktionieren, es ist nicht offensichtlich zu zeigen, warum die Dichte genau konstant sein sollte, aber zumindest können wir sehen, dass ein großer Rückgang von P gut durch einen kleinen Anstieg von R kompensiert wird. Die Physik von Konvektion ist ziemlich schwierig,
Ich konnte einige Einblicke von meinem Professor bekommen, also dachte ich, ich würde diese Frage beantworten. Grundsätzlich arbeitet Konvektion GEGEN die Schwerkraft und hält die Dichte konstant.