Wie schnell wird die Sonne zum Roten Riesen?

Es gibt ein nettes Papier von Drs. Klaus-Peter Schroder und Robert Smith über die ferne Zukunft von Sonne und Erde; Es ist im arXiv verfügbar:

• http://arxiv.org/abs/0801.4031

Tabelle 1 in diesem Vordruck fasst eine Reihe von Parametern zusammen, aber in vereinfachter Form sind die Radien (bezogen auf den aktuellen Wert) zu verschiedenen Zeiten (angegeben in Milliarden von Jahren):

            Age   Radius
ZAMS       0.00   0.89
present    4.58   1.00
MS:final   10.00   1.37 
RGB:tip   12.17   256.
ZA-He     12.17   11.2
AGB:tip   12.30   149.

(Hoffentlich wird das richtig wiedergegeben.) Zum Vergleich: Die aktuelle Umlaufbahn der Erde beträgt das 215-fache des aktuellen Sonnenradius. ZAMSist die Nullzeit-Hauptsequenz, die heute vorhanden ist, MS:finalist das Ende der Hauptsequenz, RGB:tipist die maximale Größe während des Roten-Riesen-Zweigs, ZA-Heist der Beginn der Kern-Helium-Verbrennung und AGB:tiphat maximale Größe während der asymptotischen Riesen-Zweig-Phase. Danach verblasst die Sonne als Weißer Zwerg.

Während 2,17 Milliarden Jahre zwischen dem Ende der Hauptsequenz und dem Beginn der Heliumverbrennung im Kern liegen (was auch das Ende der Phase des Roten Riesen markiert), hat die Sonne seit mehr als zwei Milliarden Jahren weniger als das Zehnfache ihres aktuellen Radius - erst in den letzten 200 Millionen Jahren findet die Expansion in Richtung der aktuellen Erdumlaufbahn statt. Dies ist in Abbildung 1 des Vorabdrucks aufgetragen , der den Radius der Sonne während der letzten dreihundert Millionen Jahre darstellt.

Im Kontext der Gesamtlebensdauer der Sonne ist die Expansion in der Riesenphase also extrem schnell. Natürlich ist es in unseren Zeitskalen eine sehr lange Zeit...!

Nein, es passiert nicht wirklich "auf einmal". Wenn sich die Sonne von der Hauptreihe zu einem Roten Riesen entwickelt, durchläuft sie eine „Unterriesen“-Phase, in der ihre Leuchtkraft (im HZ-Diagramm) zwischen den Hauptreihensternen und den Roten Riesen liegt (Sterne wie Procyon befinden sich bereits in dieser Phase ). Das Merkwürdige ist, dass es so wenige Unterriesensterne gibt – warum sehen wir so wenige von ihnen im HR-Diagramm?

Nun, das liegt daran, dass (a) Unterriesen im Vergleich zu MS-Sternen eine kurze Lebensdauer haben und (b) Unterriesen immer noch deutlich schwächer sind als Rote Riesensterne. Es ist also möglich, dass wir mehr Unterriesen als Rote Riesen haben – es ist nur so, dass wir die meisten Unterriesen einfach nicht sehen

Ich kann keine genaue Antwort geben, aber die Zeitskalen sind viel länger als die menschlichen Zeitskalen oder sogar die typische Lebensdauer von Arten. Die Rote-Riesen-Phase der Sonne wird erst in über fünf Milliarden Jahren stattfinden, was länger ist, als es unseren Planeten gibt. Ohne die heroische Planetenbewegungstechnologie wird unser Planet lange vorher langsam gebraten worden sein. Die Sonne hellt derzeit um etwa ein Prozent pro hundert Millionen Jahre auf, und diese Rate nimmt allmählich zu. Irgendwann innerhalb von ungefähr einer Milliarde Jahren wird der Planet die Schwelle für eine durch Dampf getriebene globale Erwärmung überschreiten, dh Dampf ist ein Treibhausgas, erwärmt den Planeten, verdunstet mehr Ozeane usw. Das wird das Leben auf dem Planeten effektiv beenden. Selbst die Phase des Roten Riesen ist viele Millionen Jahre lang.

Laut Wikipedia beginnt die Phase des Roten Riesen, wenn der Wasserstoff im Sternenzentrum vollständig in Helium umgewandelt ist. Wasserstoff wird dann in einer Hülle, die den inerten Heliumkern umgibt, mit Helium verschmolzen. Dies geschieht einige tausend Mal schneller als die frühere Phase, sodass seine Lebensdauer einige tausend Mal kürzer ist als die der Hauptsequenzphase, die kurz vor der Phase des Roten Riesen abgeschlossen wurde. Sie geben eine Lebensdauer von einigen Millionen Jahren an, was mit der hohen Leuchtkraft vereinbar ist. Ich denke also, Ihre Antwort ist, dass es für Zeitskalen von einigen Millionen Jahren einigermaßen stabil ist.