Auf der Red Giant-Seite von Wikipedia heißt es, dass ihre Masse zwischen 0,3 und 0,8 Sonnenmassen liegt. Was einer Anfangsmasse von etwas weniger als 1 Sonnenmasse entspricht, ungefähr 0,8 oder so, wenn ich schätzen soll, und einigen Sonnenmassen. Da über die Hälfte der Masse vor der Red Giant-Phase verloren geht.
Alle Sterne mit weniger als 0,8 Sonnenmasse hätten zu Beginn nicht genug Zeit gehabt, um zum Roten Riesen zu werden, also ist es möglich, dass wesentlich kleinere Sterne schließlich zum Roten Riesen werden könnten. Gibt es eine Schätzung dafür, wie leicht die Hauptreihenmasse sein kann, wenn der Stern noch spät in seinem Leben zu einem roten Riesen wird?
Vielleicht interessiert Sie die untere Massengrenze (in den Kommentaren mit 0,3 Sonnenmassen angegeben) und warum diese untere Grenze existiert. Ähnlich verhält es sich mit der Frage, warum Sterne überhaupt zu Roten Riesen werden. Sie haben Recht, dass angesichts des Alters des Universums Sterne mit einer Masse von weniger als 0,8 Sonnenmassen keine Zeit gehabt haben, daher ist die untere Massengrenze theoretisch. Aber was setzt es fest?
Die Antwort lautet: Rote Riesen entstehen, weil Sterne den gesamten Wasserstoff in ihrem Kern erschöpfen und ihn in Helium umwandeln können. Dann gibt es keinen Kernbrennstoff, um den Stern im Gleichgewicht zu halten, also kein Gleichgewicht zwischen dem austretenden Licht (das die Leuchtkraft festlegt) und der Fusionsrate (die meistens nur auf diese Leuchtkraft reagiert). Infolgedessen schrumpft und erwärmt sich der Kern, und die Fusion beginnt in einer Hülle um den Kern herum – einer Hülle, die früher zu kalt war, um zu schmelzen.
Die Temperatur in dieser Hülle und Schlüsselaspekte ihrer Fusionsrate werden dadurch bestimmt, wie klein und massiv der Kern wird (der Kern wird mit der Zeit kleiner, weil er Wärme verliert, und er wird massiver, weil Helium-"Asche" immer wieder hinzugefügt wird dazu aus der Shell). Schließlich werden die freien Elektronen im Kern zu dem, was als "entartet" bezeichnet wird, was bedeutet, dass sie sich ihrem quantenmechanischen Grundzustand nähern, und das impliziert, dass der Kern ungefähr so klein wie die Erde wird. Dies bedeutet auch, dass die Hülle extrem heiß ist und die Fusionsrate im Grunde verrückt wird. Dazu muss sich der Umschlag zu einem roten Riesen aufblähen.
Um einen Roten Riesen zu haben, muss man also einen degenerierten Kern haben, und man muss ihn umgebende Schalenfusion haben. Aber Sterne mit weniger Masse als 0,3 Sonnenmassen haben eine innere Struktur, die rein konvektiv ist. Daher geht ihnen der Wasserstoff in ihren Kernen nicht aus, bis ihnen überall der Wasserstoff ausgeht (und wie Sie sagen, hat dies in unserem Universum noch niemand getan, es ist eine theoretische Erwartung). Deshalb können sie keine Schalenfusion haben und keine roten Riesen werden.
ProfRob
ProfRob
ProfRob