Erhöhte Leuchtkraft in Sternen

Ich versuche, ein Sonnensystem zu konstruieren, und ich spiele mit der Idee, dass der lebensfähige Planet ursprünglich außerhalb der bewohnbaren Zone lag, aber das fortgeschrittene Alter des Sterns hat dazu geführt, dass die Leuchtkraft zugenommen hat, wodurch sich die HZ weiter verschoben hat nach außen.

Wie berechnet man die Zunahme der Leuchtkraft eines Sterns mit dem Alter? Gibt es eine feste Korrelation über alle Sterne hinweg? Ist das je nach Typ unterschiedlich?

Weitere Details -

  • Stern hat 0,88 Sonnenmassen
  • Die Lebensdauer beträgt 1,38 Sonnenlebensdauer
  • Der Stern befindet sich immer noch innerhalb der Hauptreihe, aber deutlich weiter als die Sonne, sowohl im Gesamtalter als auch in Bezug auf seinen Lebenszyklus.

Alle Antworten würden sehr geschätzt werden.

Es gibt eine ganze Reihe von Problemen mit dieser Frage; Sternentwicklung ist bestenfalls ein weitgehend theoretisches Gebiet. Und die Leuchtkraft bei einer gegebenen Wellenlänge, sagen wir sichtbares blaues Licht, kann theoretisch unabhängig vom Verhalten der gesamten stellaren Leuchtkraft zunehmen.
Die Antwort von HDE 226868 enthält wahrscheinlich alles, was Sie brauchen, aber Sie möchten vielleicht wissen, dass Ihr Stern wahrscheinlich eine K0V-Spektralklasse hat, zumindest gemäß diesem Klassifizierungssatz

Antworten (1)

Ich würde empfehlen, sich bereits vorhandene numerische Modelle anzusehen, anstatt eigene zu berechnen. Dies hat ein paar Vorteile:

  1. Sie müssen keine Annäherungen verwenden.
  2. Faktoren wie Metallizität, Rotation und Zusammensetzung wurden bereits berücksichtigt.
  3. Sie müssen nur die Werte in einer Tabelle nachschlagen - keine Berechnungen erforderlich.
  4. Sie können auch Werte für einen Stern gleicher Masse und Zusammensetzung an vielen Punkten seines Lebenszyklus vergleichen.

Normalerweise weise ich die Leute auf die Genfer Gitter von Sternenmodellen hin. Sie sind leicht zugänglich und einfach zu bedienen. Angenommen, Sie möchten Sterne mit ungefährer Sonnenzusammensetzung ( X 0,76 , Y 0,24 ). Es gibt eine Reihe von Modellen von Schaller et al. 1992 , das sollte zu Ihren Zwecken passen. Sie möchten wahrscheinlich Tabelle 43 , z M = 0,9 M - nah genug an der Masse deines Sterns. Wenn Sie sich die Spaltenbezeichnungen ansehen , können Sie sehen, dass Spalte 2 das Alter des Sterns in Jahren und Spalte 4 den Logarithmus der Leuchtkraft des Sterns in Sonnenhelligkeit angibt.

Ich habe mir die Freiheit genommen, für dieses spezielle Modell die Leuchtkraft gegen das Alter aufzuzeichnen:

Darstellung der Leuchtkraft des Sterns

Beachten Sie den steilen Anstieg der Leuchtkraft bei etwa 10 10 Jahren, wenn der Stern die Hauptreihe verlässt und in die Phase des Roten Riesen eintritt. Zusätzlich habe ich die Grenzen der bewohnbaren Zone berechnet. Ich nahm an, dass der innere Rand einer effektiven Temperatur von 273 K entspricht und dass der äußere Rand einer effektiven Temperatur von 373 K entspricht - dem Gefrier- und Siedepunkt von Wasser.

Darstellung der bewohnbaren Zone des Sterns

Wenn Sie ein wenig herumspielen und sich verschiedene Modellraster ansehen, werden Sie in der Tat feststellen, dass Faktoren wie Masse, Metallizität und Zusammensetzung die Entwicklung eines Sterns stark beeinflussen, weshalb es wichtig ist, zunächst genügend feine Modellraster zu haben Platz.

Eins warum Tisch 43 und nicht Tisch 21? Beide sind für die gleiche Masse Stern. Ist das eine Gesamthelligkeitszahl oder etwas etwas Nützlicheres?
@Ash Nein, das sind verschiedene Sterne - Tabelle 21 hat eine höhere Metallizität ( Z = 0,02 ), während Tabelle 43 hat Z = 0,001 - effektiv 0 . Letzteres zu wählen war eine willkürliche Entscheidung meinerseits, aber ich denke, die meisten Weltenbauer gehen normalerweise von null Metallizität aus.
Ich stehe nicht auf niedrige Metallizität, aber das bin ich und ich habe meine Gründe, niedrige Metallizität ist für einen älteren Star sinnvoller, also ja, das ist die Tabelle, die Sie wollen, ich habe den Unterschied in den Z-Bewertungen übersehen. Ist das die Spitzenwellenlänge oder die sichtbare Leuchtkraft?
@Ash Es sollte Leuchtkraft über alle Wellenlängen sein. Sternstruktur und Evolutionscodes haben wirklich keinen Grund, nur die Leuchtkraft in einem Teil des Spektrums aufzulisten, AFAIK, da die Gleichungen der Sternstruktur die Gesamtleuchtkraft an einem bestimmten Ort im Stern zum Zwecke der Energieeinsparung und des Energietransports erfordern.
Danke für die Grafik. Ich habe versucht, mir die Daten anzusehen, aber... wow, das ist eine große Masse an Zahlen...
@NFrancis Ja, da gibt es viele Informationen. Glücklicherweise sind nur die ersten Spalten relevant – Alter, Masse, Logarithmus der Leuchtkraft und Logarithmus der Temperatur. Wenn Sie den Rest ignorieren, sollte es einfacher zu sortieren sein.