пределы масс красного гиганта

[Nucleosome]

Недавно читая про голубые гиганты и сверхгиганты обратил внимание, что они не проходят стадию красного гиганта, как я понял потому что сжигают всё ещё на главной последовательности. Как давно читал, красные карлики стать красными гигантами не могут из-за того, что слишком лёгкие для того, чтобы жечь гилий и потому тихо мирно закончат свой путь, даже минуя белого карлика, в далёком будущем постепенно остыв... а где же точно находится тот интервал масс, при которых возможен красный гигант?

[Афанасьев Владимир]

Звёзды могут стать красными гигантами на двух этапах своего развития: на стадии звёздообразования и поздних стадиях эволюции. Стадия, на которой молодые звёзды наблюдаются как красные гиганты, зависит от их массы — этот этап длится от 10^3 лет для звёзд с массами М = 10Мсол и до 10^8 лет для звезд с массами М = 0,5Мсол.
Звезды ГП с М < 10Мсол превращаются сначала в красные гиганты, а затем в красные сверхгиганты, звезды с
М > 10Мсол – непосредственно в красные сверхгиганты. (Википедия).

[zennick]

Наше Солнце относится типу звезд ГП - так называемому желтому карлику. Ученые утверждают, что Солнце, когда истощится запас водорода, также перейдет в стадию красного гиганта, а затем - в стадию белого карлика

[Nucleosome]

Звёзды могут стать красными гигантами на двух этапах своего развития: на стадии звёздообразования и поздних стадиях эволюции. Стадия, на которой молодые звёзды наблюдаются как красные гиганты, зависит от их массы — этот этап длится от 10^3 лет для звёзд с массами М = 10Мсол и до 10^8 лет для звезд с массами М = 0,5Мсол.
Звезды ГП с М < 10Мсол превращаются сначала в красные гиганты, а затем в красные сверхгиганты, звезды с
М > 10Мсол – непосредственно в красные сверхгиганты. (Википедия).

Наше Солнце относится типу звезд ГП - так называемому желтому карлику. Ученые утверждают, что Солнце, когда истощится запас водорода, также перейдет в стадию красного гиганта, а затем - в стадию белого карлика

не, ну это понятно... красные гиганты на наальных стадиях не интересуют - это же просто ещё по сути "недозвезда", вот к примеру - говорят, что Эта Киля может взорваться буквально в любой момент, но она же не красный гигант, а голубой гипергигант, ну а после такого взрыва - это же будет гиперновая наверное, какой красный гигант может быть? стало быть самые крупные звёзды взрываются будучи ещё на главной последовательности? а те кто поменьше - на стадии красного гиганта (тесные двойные не берём), так где же граница между этими типами эволюции?

[vika vorobyeva]

Насколько я понимаю, в стадию красного гиганта звезда входит тогда, когда в ее недрах загорается слоевой источник над изотермическим ядром, в котором ядерные реакции больше не идут. Резко усилившееся энерговыделение приводит к развитию конвенции, и звезда как бы "распухает".
Первый раз это происходит тогда, когда в недрах звезды заканчивается водород, и изотермическое ядро состоит из гелия. В эту стадию входят все звезды главной последовательности, кроме тех, которые конвективны сплошь (т.е. самых маломассивных). Если звезда недостаточно массивна для зажигания гелия, на этом все и заканчивается. Внешняя оболочка звезды рассеивается, изотермическое гелиевое ядро сжимается в гелиевый белый карлик.
Однако если звезда достаточно массивна для зажигания гелия (например, ее масса равна или чуть больше массы Солнца), в какой-то момент в ядре происходит гелиевая вспышка (начинается тройная реакция, т.е. превращение гелия в углерод). Звезда слегка сжимается, "белеет" и переходит на горизонтальную ветвь диаграммы Герцшпрунга-Рессела. В этот момент в ней два источника энергии - слоевой водородный источник и гелиевый в недрах. Когда заканчивается гелий, история повторяется. Вокруг изотермического углеродно-кислородного ядра зажигается слоевой гелиевый источник, и звезда распухает во второй раз (становится красным свергигантом). После рассеяния протяженной водородной оболочки она превращается в голубой субкарлик (плотную горячую гелиевую звезду, почти лишенную водорода), а потом - в углеродно-кислородный белый карлик.
Иначе говоря, граница снизу проходит по полностью конвективным звездам (0.6 масс Солнца? нужно уточнить), а сверху - по звездам, доходящим в своем развитии до железного ядра (15-17 масс Солнца? тоже нужно уточнить)

[Афанасьев Владимир]

Абсолютные звездные величины красных гигантов заключены в пределах: 0 > Mv > -3.
На эволюционных треках звезд это соответствует области, где: 2 < lg(L/L0) < 3, т.е.  массы звезд, которые могут стать красными гигантами, заключены в пределах от 0,8Мсол до 6Мсол.

[Антонн]

Голубые  гиганты и сверхгиганты образуются из звезд свыше 10 масс Солнца. И они, конечно, не проходят стадию красного гиганта т. к массы у них маловато из них получаются красные сверхгиганты. А красные сверхгиганты тоже не из всех получаются у них массы лежат в диапазоне 10-25 масс Солнца. Звезды свыше 25 масс Солнца эволюционируют немного по-другому их эволюционные треки не доходят до области красных сверхгигантов на диаграмме Г-Р. У красных карликов время их эволюции слишком велико порядка 100 млрд. лет. Чтобы  они стали красными гигантами. А  самые маломассивные красные карлики (спектрального позднего  класса М) после выгорания водорода испытают вырождение  и перейдут на ветвь белых карликов  (естественно не проходя стадию красного гиганта) Около 10 % БК  имеют массу около 0,2 массы Солнца-вот их будущее. И миновать судьбы белого карлика у них не получиться. А интервал масс, где  возможно еще образование красного гиганта проходит по значению 8-10 масс Солнца.

[Nucleosome]

vika vorobyeva - спасибо! с границами более-менее ясно но остались не ясные моменты:

Если звезда недостаточно массивна для зажигания гелия, на этом все и заканчивается. Внешняя оболочка звезды рассеивается, изотермическое гелиевое ядро сжимается в гелиевый белый карлик.

если зажечь слоевой источник не хватает массы, то за счёт чего развеится водородная оболочка?

Однако если звезда достаточно массивна для зажигания гелия (например, ее масса равна или чуть больше массы Солнца), в какой-то момент в ядре происходит гелиевая вспышка (начинается тройная реакция, т.е. превращение гелия в углерод). Звезда слегка сжимается, "белеет" и переходит на горизонтальную ветвь диаграммы Герцшпрунга-Рессела. В этот момент в ней два источника энергии - слоевой водородный источник и гелиевый в недрах. Когда заканчивается гелий, история повторяется. Вокруг изотермического углеродно-кислородного ядра зажигается слоевой гелиевый источник, и звезда распухает во второй раз (становится красным свергигантом).

то есть все пост-главно-последовательные стадии это когда всё горит не в ядре, а над ним, при этом в ядро сбрасываются продукты горения? так получается, что чтобы продолжалась эволюция звезды в неё должно быть как минимум два источника энергии - слоевой и в ядре, при этом ядро будет внутри себя формировать новое ядро, которое загорится в следующей стадии? и так, стало быть, продолжится до тех пор, пока в центре не окажется железного ядра, которое уже не может гореть. И тогда будет... сверхновая?.. потому как верхние слои попадают друг на друга - поскольку будут слишком тяжёлыми для того, чтобы их поддерживал какой слой в недрах, и в конце концов на раскалённое ядро и всё - ба-бах?.. но тогда вопрос - взрываются же и гораздо более маломассивные звёзды - сверхновые первого типа вроде, с чего бы это? ну не могут дойти они дальше углеродно-азотного цикла... а! пока писал понял - взрывается всё, когда нечем зажигать более низкую оболочку, так? маломассивные звёзды - такие как Солнце наверное не могут взорваться, поскольку не могут так сильно упасть внутрь самих себя...

После рассеяния протяженной водородной оболочки она превращается в голубой субкарлик (плотную горячую гелиевую звезду, почти лишенную водорода), а потом - в углеродно-кислородный белый карлик.

то есть получается, что никакая звезда не может сжечь весь свой водород и неизбежно рассеит его с поверхности? (то есть я имею в виду активно - "обычный" звёздный ветер конечно у всех есть и на главной последовталеьности) или всё же полностью конвективные красные карлики, то есть по сути голые ядра, могут употребить его весь?..

а сверху - по звездам, доходящим в своем развитии до железного ядра (15-17 масс Солнца? тоже нужно уточнить)

а почему же у самых крупных звёзд красного гиганта не образуется?.. они слишком быстро всё сжигают и у них одновременно горят все слои - от водородного до того который образует железо?

а вообще получается интресная вещь - в ходе эволюции вещества во Вселенной растёт доля тёжёлых атомов, но при этом также и падает количество крупных звёзд поскольку замедляется процесс звездообразования, стало быть получается, что Вселенная застрянет где-то между водородом и железом (наверное кислород-углерод) и в дальнейшем будет эволюционировать к железу очень медленно.

Звезды свыше 25 масс Солнца эволюционируют немного по-другому их эволюционные треки не доходят до области красных сверхгигантов

вот это собственно и интресует почему...

на диаграмме Г-Р. У красных карликов время их эволюции слишком велико порядка 100 млрд. лет. Чтобы  они стали красными гигантами.

а они вообще станут? вообще конено всё, что касается того, когда звезда массой меньше где-то 0,6-0,7 солнечных исчерпает свой водород носят сугубо теоретический характер - Вселенная слишком молода для таких наблюдений...

[Афанасьев Владимир]

взрываются же и гораздо более маломассивные звёзды - сверхновые первого типа вроде, с чего бы это?

Да, но сверхновые Iа типа - это результат аккреции на белый карлик в тесных двойных.

а почему же у самых крупных звёзд красного гиганта не образуется?.. они слишком быстро всё сжигают и у них одновременно горят все слои - от водородного до того который образует железо?

Светимости таких звезд всегда больше 1000Lсол, вот и не становятся они красными гигантами.

[VLG]

И тогда будет... сверхновая?.. потому как верхние слои попадают друг на друга - поскольку будут слишком тяжёлыми для того, чтобы их поддерживал какой слой в недрах, и в конце концов на раскалённое ядро и всё - ба-бах?..

Если под "верхними слоями" вы понимаете оболочку ,то это не так - при вспышке сверхновой она никуда не падает, взрывается только ядро. Вернее, ядро коллапсирует. Оболочка не принимает в коллапсе участия ,наоборот, она расширяется и образует туманность - остаток сверхновой.
Теперь по поводу цвета. Цитата из википедии:
"Из закона Стефана — Больцмана следует, что относительно холодные поверхности красных сверхгигантов выделяют намного меньше энергии с единицы площади чем горячие голубые сверхгиганты. Поэтому, при одинаковой светимости, красный сверхгигант всегда будет иметь больший размер чем голубой."
Это верно, только наоборот. При одинаковой светимости и большем расширении оболочки получаем красного сверхгиганта ,меньшем - голубого. При этом взорваться звезда может на любой стадии - и красного сверхгиганта ,и голубого, и желтого... И даже на стадии Вольфа-Райе ,когда у звезды  оболочки как таковой нет вообще - есть не связанная с ядром расширяющаяся туманность, поскольку готовность к вспышке сверхновой никак не зависит от состояния оболочки ,а определяется только состоянием ядра. 
Уточнение -я говорю тут только про сверхновые по типу коллапса ядра.

[Nucleosome]

Если под "верхними слоями" вы понимаете оболочку ,то это не так - при вспышке сверхновой она никуда не падает, взрывается только ядро.

нет, я имел в виду всё то. что над той областью ядра куда попадают продукты горения - то есть вначале гелий, потом углерод и так далее до железа...

При этом взорваться звезда может на любой стадии - и красного сверхгиганта ,и голубого, и желтого...

а жёлтого как?.. разве жёлтыми звёзды бывают не только на главной последовательности? то есть с горящим ядром?..

Да, но сверхновые I типа - это результат аккреции на белый карлик в тесных двойных.

а как же тогда взрываются звёзды с массами в еденицы Солнечной?

[Varjag]

Как Вы вообще представляете совместное существование кислорода и углерода?

[AAV]

СТРОЕНИЕ И ФИЗИКА ЗВЕЗД
СХЕМА ЭВОЛЮЦИИ ОДИНОЧНОЙ ЗВЕЗДЫ   
Эволюционные треки звезд

[Nucleosome]

Как Вы вообще представляете совместное существование кислорода и углерода?

как сахар а в звёздах не знаю...
AAV - спасибо за ссылки, правда уже видел... что не ясно в разрезе сверхгиганта - это чем отличается слоевой от неслоевого источника... дело в конвекции? к тому же речь всё-таки о красных, а не голубых звёздах...

[Антонн]

[ С чего Вы решили что звезды с массой порядка солнечной взрываются? До 8-ми масс Солнца они тихо угасают в белый карлик.

[Nucleosome]

[ С чего Вы решили что звезды с массой порядка солнечной взрываются? До 8-ми масс Солнца они тихо угасают в белый карлик.

да, уже прочитал, что им нужен белый карлик под боком чтобы взорваться. Так что будь Сириус одиночным он тихо бы угас...
правда почему не образуется очень массивных красных гигантов пока не пойму...

[Антонн]

Я не пойму Ваш вопрос насчет массивных красных гигантов. Как я уже писал, что красные гиганты образуются до 8 ми масс Солнца. И из начальной массы, к примеру,  в 8масс красный гигант будет массивней чем, например из 2 масс Солнца. Что выше 8 ми масс то из них получаются красные сверхгиганты, но как я понял об них речь не идет. И еще может я что-то не понял но как следует из теории взрываются не обычные звезды а белые карлики когда они преодолевают предел 1.4 массы Солнца(это что касается Сириуса)Хотя я  мне симпатична версия о звездах типа АМ СVn как прародителях сверхновых Ia-типа.

[Nucleosome]

Что выше 8 ми масс то из них получаются красные сверхгиганты, но как я понял об них речь не идет.

почему не идёт? какая разница - гигант или сверхгигант? ну кроме чисто количественной? может конечно в преобладающих реакциях синтеза, но это тоже не суть важно - синтез же... интресует другое - вот была звезда на главной последовательности, когда окончился водород в ядре она стала красным гигантом или сверхгигантом, а если её изначальная масса была - называли цифры от 17 до 25 солнечных, то красным сверхгигантом она не сталновится - то есть её поверхностная температура не падает в течении её эволюции. Она так и взрывается будучи голубым сверхгигантом. Так вот и интересно почему так происходит - минуя "красную" стадию.

[Антонн]

Я еще раз повторю, что в районе  10 -25 масс Солнца звезды проходят стадию красного сверхгиганта  и только потом их эволюционные треки из области красных сверхгигантов поворачивают налево в голубую область  диаграммы Г-Р. И вот после поворота возможен взрыв сверхновой II-типа. И еще звезды как Вы говорите от 17 до 25 масс голубыми  сверхгигантами не взрываются .А если у Вас есть конкретный пример прошу его привести.

[VLG]

И еще звезды как Вы говорите от 17 до 25 масс голубыми  сверхгигантами не взрываются .А если у Вас есть конкретный пример прошу его привести.

"Звездой-предшественником SN 1987A был голубой сверхгигант Sanduleak -69° 202[3] с массой около 17 масс Солнца, который присутствует ещё в Капском фотографическом обозрении 1896—1900 гг"