Интуитивно понятный способ думать об этом - понимать, что существует множество изменений, которые, по сути, усиливают друг друга. Усиление в астрономии не так уж редко. Это объясняет, почему гравитация может сделать массивные объекты такими маленькими, потому что, когда массивный объект становится меньше, гравитация и вес объекта растут в геометрической прогрессии. В некотором смысле, с красным гигантом происходит обратное. Гравитация на поверхности растет настолько низко, что звездный вид входит в убегающее расширение.
Расширение звезды в конце ее жизни экспоненциально. Вот почему он может расширяться так сильно.
Если бы солнце удвоилось в размерах, но его масса должна была остаться неизменной. В этой гипотезе поверхностная гравитация нового Солнца делится на 4. Его скорость побега делится на квадратный корень из 2, поэтому внешний слой имеет гораздо меньший вес, но скорость побега все еще связывает его со звездой. При одинаковом расширении Солнца должно происходить его охлаждение, но при использовании правила среднеквадратичного значения тепловой скорости, если температура делится на 2, скорость молекул водорода и гелия делится на квадратный корень из 2.
В этой теоретической теории атомы водорода на поверхности движутся немного медленнее, но с 1/4 силы тяжести они более свободны и могут двигаться дальше от звезды в зависимости от их тепловой скорости.
Если мы продолжаем расширять Солнце, наступает момент, когда внешний водород становится невероятно слабо связанным. При размере красного гиганта, скажем, 1 AU в радиусе или 215 текущих радиусов Солнца, сила тяжести примерно в 46 000 раз ниже, а водород на поверхности испытывает только 0,006 м / с ^ 2 гравитационного ускорения, но те же молекулы водорода в красном гиганте температура (около 3000 градусов К), движутся около 5,5 км / с. Они могут улетать с поверхности более чем на миллион км, основываясь только на их тепловой энергии, по сравнению с примерно 100 км на поверхности Солнца в настоящее время (на основе чуть менее 8 км / с).
В обоих случаях внешний слой водорода и гелия находится в равновесии, просто гравитация и размер красного гиганта настолько намного ниже, что с красным гигантом равновесие - это очень слабо связанный очень выделяющий горячий газ. Но это только часть причины.
Подумайте, что еще происходит, когда солнце становится старше.
![введите описание изображения здесь](https://i.stack.imgur.com/3MBfK.png)
Источник .
Ядро, где происходит слияние, - сравнительно небольшая область в центре. Вокруг сердечника находится зона излучения и зона проводимости. которые помогают сохранить тепло от синтеза в ловушке на солнце. В результате с течением времени внутренняя часть Солнца становится более горячей, а когда она становится горячей, ядро становится больше и охватывает все больше и больше излучающей зоны.
Если мы рассматриваем радиационную зону как своего рода одеяло, которое удерживает тепло внутри Солнца, поскольку ядро становится все больше и массивнее, радиационная зона растягивается и теряет массу для ядра, поэтому она становится тоньше двумя способами. Если размер ядра удваивается, фотоны из ядра должны проходить через 1/4 столько же молекул. Когда солнце становится достаточно старым, и большая часть синтеза происходит на внешнем крае ядра, значительно меньше одеяла, чтобы удерживать тепло в ловушке. Это не столько, что создается больше энергии, это то, что энергия имеет более легкий путь к внешней области солнца. Таким образом, вы получаете эффект усиления, поскольку солнце становится больше, поверхностная гравитация падает на квадрат радиуса, и внутреннему теплу остается меньше материала, чтобы пройти через него, чтобы достичь внешних слоев,
Внутренний коллапс ядра тоже может сыграть свою роль. Даже когда во внутреннем ядре кончается водород для плавления, и он начинает разрушаться, сам процесс разрушения генерирует значительное тепло.
Не уверен, что это понятно, но это моя попытка объяснить, что происходит интуитивно.