Was erhöht oder verringert die Masse und Dichte eines Sterns mit festem Radius?

Unter der Annahme eines relativ gleichmäßigen Masse- und Radiusverhältnisses hätte ein Stern mit 0,25 Sonnenmassen und -radien eine Dichte von 22,5003 g/cm³ oder etwa das 16-fache der Dichte unserer Sonne.

Unter Beibehaltung des Radius von 0,25 Sonnenradien, welche Einflüsse würden dazu führen, dass verschiedene Sterne mit 0,25 Sonnenradien in der Hauptreihe höhere oder niedrigere Massen / Dichten haben als die "normalen" 0,25 Sonnenmassen?

Massenverlust oder Massenzuwachs verändern die Masse. Es gibt keine Eins-zu-eins-Beziehung zwischen Masse und Radius auf der Hauptreihe, weil sie sich ändert, wenn der Stern seinen Wasserstoff durchbrennt.
Man kann den Radius nicht konstant halten und die Masse ändern oder umgekehrt. Wenn Sie einen erhöhen/verringern, erhöht/verringert sich der andere ebenfalls. Schlagen Sie die Masse-Radius-Beziehung nach personal.psu.edu/rbc3/A534/lec18.pdf

Antworten (2)

Magnetische Aktivität

Es gibt ein bekanntes "Radiusinflation"-Problem für massearme Hauptreihensterne - insbesondere solche, die magnetisch aktiv sind und sich schnell drehen (entweder weil sie jung sind oder weil sie sich in gezeitengekoppelten Kurzzeit-Binärsystemen befinden).

Diese „Radiusinflation“ bedeutet, dass magnetisch aktive massearme Sterne größer sind, als sie bei gleicher Masse sein sollten. Daher könnten Sie im Prinzip die Rotations- und Magnetaktivitätsniveaus in massearmen Sternen variieren, und dies würde einen anderen Ort im Masse-Radius-Diagramm erzeugen.

Das Ergebnis ist, dass für Sterne mit einem bestimmten Radius die magnetisch aktiveren Beispiele eine höhere Masse haben würden. Dies kann ein Effekt von 10 % für angemessene magnetische Aktivität sein.

Etwas Lektüre: Jackson et al. (2018) ; Garridoet al. (2019)

Andere Faktoren

Der Radius eines Hauptreihensterns ist altersabhängig, sie werden mit zunehmendem Alter größer. Dies ist ein sehr langsamer Anstieg für Sterne mit R ∼ 0,25 R ⊙ , weil ihre Hauptreihenlebensdauer lang ist. Trotzdem könnte ein älterer, etwas masseärmerer Stern den gleichen Radius haben wie ein jüngerer, massereicherer Stern. Der Effekt ist gering ( < 1 %) im Alter zwischen 1 und 10 Milliarden Jahren.

Bei jüngeren Altersgruppen gibt es jedoch einen größeren Effekt in die entgegengesetzte Richtung, da sich „Sterne“ mit geringerer Masse in einem Alter von < 1 Milliarde Jahren tatsächlich immer noch in Richtung der Hauptreihe zusammenziehen.

Der Radius eines Sterns wird auch von der Zusammensetzung beeinflusst. Ein Stern mit geringerer Metallizität (bei diesen geringen Massen) hat bei gleicher Masse einen etwas größeren Radius und somit bei gleichem Radius eine etwas geringere Masse. Die Größe des Effekts beträgt vielleicht ein paar Prozent bei einer Änderung der Metallizität um den Faktor 10.

Sterne werden grob in 3 Typen eingeteilt. Diese 3 Typen werden auf der Grundlage ihrer Zusammensetzung aus Gasen und anderen Elementen als H und He eingeteilt. Selbst wenn diese Sterne den gleichen Radius haben, ist ihre Zusammensetzung unterschiedlich.

Ich bin mir nicht sicher, aber ich denke, da verschiedene Sterne eine unterschiedliche Zusammensetzung haben und ihre Fusionsrate unterschiedlich ist, ist ihre Dichte und ihre Masse unterschiedlich. Auch während sich einige Sterne gerade bilden und sich auf diesem Radius befinden, ist ihre Gaszusammensetzung anders als die eines sterbenden Sterns mit diesem Radius, und daher sind ihre Massen anders.

Ich weiß nicht, ob meine Version der Antwort richtig ist, aber ich hoffe, das hat geholfen.

Was erhöht oder verringert die Masse und Dichte eines Sterns mit festem Radius?
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