Qu'est-ce qui fait augmenter les dimensions d'une étoile lorsque son hydrogène est épuisé?

Qu'est-ce qui fait augmenter les dimensions d'une étoile lorsque son hydrogène est épuisé? Par exemple, le Soleil devrait augmenter son rayon de 250 fois. Qu'est-ce qui cause cela si sa température devrait chuter? Comment le gaz peut-il se dilater si la température baisse?

star astrophysics

— Anixx
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Le soleil ne manquera jamais d'hydrogène. Il s'agit d'une idée fausse courante.

En ce moment, le Soleil fusionne l'hydrogène et l'hélium. Cet hélium fondu reste au cœur jusqu'à ce qu'il atteigne une masse critique . À ce stade, le noyau commencera à s'effondrer. Cet effondrement augmente la température et la pression autour du cœur où l'hydrogène est fusionné, provoquant l' augmentation de la fusion de l'hydrogène, ce qui entraîne également une augmentation de la pression de rayonnement, ce qui fait que les couches externes se dilatent et se refroidissent.

Une fois que le cœur atteint une température d'environ 100 millions de Kelvin, la fusion de l'hélium commence de façon spectaculaire (Helium Flash) avec une pression de rayonnement élevée dans le cœur. C'est là que le Soleil atteindra 250 fois son rayon actuel.

Lorsque la fusion de l'hélium se stabilise, la pression de rayonnement au niveau des noyaux diminue, ce qui réduit le rayon du soleil.

La température ne baissera qu'à la surface, car à mesure qu'elle se dilate, elle s'éloigne du cœur.

— Joan.bdm
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Selon The Disappearing Spoon, au moins si je comprends bien, une augmentation de la température entraîne une diminution du taux de fusion - un fait qui établit la température d'équilibre pour une étoile de composition donnée. Si l'hélium est capable de supporter la fusion à des températures plus élevées que l'hydrogène qui est soumis à une pression similaire, cela suggérerait une température d'équilibre plus élevée.

— supercat

La température n'est pas tout ce qui compte dans la fusion. Il y a une forte augmentation des pressions dans le cœur.

— Joan.bdm

La densité est fonction de la pression et de la température. À mesure que les températures augmentent, la densité diminue. De plus, d'après ce que je comprends, pour que les atomes fusionnent, la différence de leurs vecteurs de vitesse doit être dans une certaine plage. S'il est trop petit, les noyaux seront écartés par leurs charges électriques. Si elle est trop grande, l'énergie cinétique restante après la collision les séparera. Semblable à la raison pour laquelle les réacteurs nucléaires ont besoin de quelque chose pour modérer la vitesse des neutrons qui y volent.

— supercat

@supercat Pas exactement. Dans la matière dégénérée, la pression est presque complètement indépendante de la température. C'est ce qui se produit de manière critique à différentes étapes de l'évolution de diverses étoiles (comme un éclair d'hélium): le noyau se dégénère avant de pouvoir commencer à fondre, de sorte que la température peut augmenter (ou diminuer) de façon drastique avec peu ou pas de changement de pression, ce qui entraîne dans une fusion extrêmement rapide de presque tout le noyau une fois que les températures atteignent un certain point.

— zibadawa timmy