Warum ist Metallizität beim Tod von Sternen wichtig?

Ich dachte immer, dass die Masse der einzige bestimmende Faktor für das Schicksal eines Sterns ist. Dann sah ich den Tisch hier . Warum also beeinflusst die Metallizität die Fähigkeit eines Sterns, ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern zu werden? Hat es so viel Einfluss wie die Masse?

Und haben Sie sich das Papier angesehen, aus dem die Tabelle stammt? Oder suchen Sie nur nach einer Handwink-Antwort?
Eisen ist das Ende der Straße bei normalen Fusionsreaktionen. Sobald Ihr Kern voller Eisen ist, ist das alles – und dann kommt es zu einer Art Kollaps und möglicherweise dann zu einer Supernova. Die Menge an Eisen/anderen Metallen bestimmt die Art des Zusammenbruchs und was als nächstes passiert (z. B. Supernova, Hypernova, Zusammenbruch zu einem Schwarzen Loch usw.).
@adrianmcmenamin Ja, aber warum?
Vermutlich wegen der verschiedenen Arten von Kernreaktionen, die zur Verfügung stehen. Hohe Metallkonzentrationen würden zu unterschiedlichen Fusionspfaden führen – von denen einige beispielsweise viel Strahlungsdruck freisetzen und so eine Supernova verursachen könnten. Aber es ist 30 Jahre her, dass ich das studiert habe!
@adrianmcmenaamin Die Frage betrifft eindeutig die Metallizität, mit der der Stern geboren wird, und wie sich dies auf den Evolutionspfad auswirkt. Es wird wenig mit Nukleosynthese zu tun haben, da Metalle nur einen winzigen Teil des neugeborenen Sterns ausmachen. Opazitäten ändern sich enorm mit der Metallizität.

Antworten (1)

Ich kann keine detaillierte Antwort geben; die Details sind in den Tiefen numerischer Sternentwicklungsmodelle begraben.

Was sich mit der Metallizität eines neugeborenen Sterns am meisten ändert, ist die Strahlungsundurchlässigkeit des Gases. Höhere Metallizität führt zu mehr Opazität.

Dies hat zwei unmittelbare Auswirkungen – es erschwert den Austritt von Energie aus dem Sterninneren und macht es wahrscheinlicher, dass die Konvektion die Oberhand gewinnt.

Konvektion hat die Eigenschaft, das gesamte Material innerhalb der Konvektionszone zu vermischen. Dies kann Auswirkungen darauf haben, wie lange jede nukleare Brennphase dauert und wie viel Material verbraucht wird. Es mischt auch synthetisches Material von innen nach außen.

Ein weiterer wichtiger Effekt ist, dass der Massenverlust von massereichen Sternen sehr umfangreich ist und auf strahlungsbeschleunigte Winde zurückzuführen ist. Bei einer gegebenen Leuchtkraft ist Gas mit hoher Metallizität undurchsichtiger und leichter zu beschleunigen. Daher ist der Massenverlust sehr empfindlich gegenüber der Metallizität und bestimmt, wie massiv der Stern ist, wenn er das Ende seines Lebens erreicht. Dies wiederum hat einen großen Einfluss darauf, was der Überrest sein wird.

Es gibt eine weitere Rückkopplung dahingehend, dass die Metallizität des Windes die Metallizität an der Oberfläche ist, diese aber wiederum durch innere Vermischung beeinflusst werden kann, die wiederum von der Metallizität abhängig ist.

Wenn sich das kompliziert anhört, dann ist es das auch, und es sind detaillierte numerische Modelle erforderlich, um zu sehen, wie sich diese Dinge auswirken.

Beeinflusst die Metallizität das Schicksal eines Sterns genauso wie die Masse?
@Pies Das ist keine sehr genau definierte Frage. Welcher Unterschied in der Metallizität, welcher Unterschied in der Masse?
Rückblickend muss ich fragen. Wenn Metalle natürlich massiver sind als Wasserstoff und Helium, sollten sie dann nicht beim Gravitationskollaps und der Bildung von Schwarzen Löchern helfen? Ganz zu schweigen davon, dass Metalle den Stern undurchsichtiger machen und das Entweichen von Strahlung verhindern, sollte auch den Gravitationskollaps unterstützen, oder? Wenn das stimmt, warum bilden dann metallarme Sterne eher Schwarze Löcher?
Masse ist Masse, wir vergleichen Sterne mit gleicher Masse. Zweitens erhöht eine erhöhte Opazität den Strahlungsdruck, der den größten Teil des Sterns trägt. Der Kernkollaps ist nicht von der Größe des Strahlungsdrucks abhängig, sondern von der Größe des Kerns. Ein Stern mit geringer Metallizität endet mit einem massiveren Kern. @SirCumference
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