Когда звезда достигает фазы красного гиганта, почему она становится более непрозрачной?

Пожалуйста, обратитесь к этому ответу от Quora:

... звезда станет красным гигантом, прежде чем начнет гореть гелий. Фактически, он раздуется в красного гиганта, все еще сжигая водород в оболочке на поверхности ядра гелия. Сжигание раковины, однако, выделяет больше энергии, чем сжигание ядра, но даже это само по себе не приведет к тому, что звезда станет красным гигантом, поскольку она может просто сиять ярче. Настоящим виновником является сочетание более высокой скорости производства энергии И того, что звезда имеет более высокую непрозрачность на этой стадии жизни., Это приводит к энергетическому кризису, когда энергия не может излучаться достаточно быстро, и конвекция должна быть сверхзвуковой, чтобы сбалансировать звезду. Поскольку сверхзвуковая конвекция сильно неблагоприятна (то есть невозможна), звезда значительно расширяется до такой степени, что поток энергии на горящей оболочке снова совпадает с потоком энергии на гораздо большей поверхности.

Это одно из лучших объяснений того, как звезды переходят в красных гигантов. Однако раздел, который я выделил жирным шрифтом, меня смущает: почему звезда стала более непрозрачной и что вызвало это?

Есть некоторые ответы в этой лекции и это один , хотя даже там автор признает , что вся история сложная, и не совсем известна.

Кажется, что горение оболочки и сжатие уже не горящего ядра звезды вызывает некоторое расширение внешних слоев (это описывается как «принцип зеркала» и частично объясняется в лекции 12 (раздел 12.4). Это вызывает внешнее слои охлаждаются до тех пор, пока в них не начнут образовываться ионы H (около 5000 К.), которые взаимодействуют со светом гораздо больше, чем нейтральные атомы водорода или открытые протоны (H +), что объясняет увеличение непрозрачности.

Истинная причина, по которой звезды распускаются в красных гигантов, не из-за изменений непрозрачности, а из-за создания вырожденного ядра не плавящегося гелия в центре. Это вырожденное ядро ​​имеет сильную гравитацию, которая диктует высокую температуру для оболочки плавления водорода, которая находится на ней. Это очень важно, потому что, когда звезда испытывает слияние с ядром, как наше Солнце, скорость слияния саморегулируется путем регулирования температуры. Но когда температура определяется силой тяжести вырожденного ядра, она имеет тенденцию быть довольно высокой, и скорость синтеза, неспособная к саморегуляции, сходит с ума. Что-то должно дать, потому что, как сказано выше, существует энергетический кризис.

То, что дает, - то, что скорость производства энергии заставляет оболочку расширяться, который поднимает вес от плавящейся оболочки. Это уменьшает его плотность и количество газа, подвергающегося синтезу. Таким образом, в отличие от термоядерного синтеза, который саморегулирует свою температуру, термоядерный синтез саморегулирует свое количество массы, снимая вес. Но чтобы снять такое большое количество веса, требуется очень значительное расширение оболочки, то есть красного гиганта.

Непрозрачность H минус у поверхности действительно точно определяет, насколько велика становится звезда, потому что, как только масса будет снята, для оболочки не имеет большого значения, насколько точно она поднимается. Но это имеет значение для способности звезды излучать эту энергию в космос, так что она контролирует радиус звезды, но это не то, что делает этот радиус большим в первую очередь. Таким образом, причина, по которой огибающая расширяется в первую очередь, не имеет ничего общего с непрозрачностью, изменения непрозрачности вступают в игру после того, как уже произошло значительное расширение, и контролируют, где заканчивается поверхность звезды. Если бы непрозрачность звезд вообще не изменилась, она все равно была бы гигантской звездой, но не совсем того же радиуса.