词条 | 渐近巨星支 |
释义 | 渐近巨星(AGB星)在天文物理上是非常重要的,因为她们能产生大量的尘粒,并且也是成为行星状星云的前兆。 渐近巨星分支是赫罗图上低质量至中质量恒星在演化时聚集的区域。在恒星演化周期中,这是所有中低质量恒星(0.6-10太阳质量)末期阶段的生活。 在观测上,一颗渐近巨星分支(AGB)恒星看起来像是一颗红巨星。它内部构造的特点是在中央是由一个不活跃的碳和氧核心,外面是正在将氦融合成碳(氦燃烧)的氦层,再外面则是将氢融合成氦(氢燃烧)的壳层,还有大量与一般正常恒星类似的物质组成的外壳。 渐近巨星分支的恒星演化当一颗恒星耗尽在核心进行核融合反应已共应能量的氢,核心就会收缩并且使温度升高,造成恒星的外层膨胀和变冷,同时恒星的亮度会逐渐增加而成为一颗红巨星,导致在赫罗图上移动的轨迹移动至右上角。 最后,核心的温度一旦达到3x10K,氦便会开始燃烧。氦在核心的燃烧终止了恒星表面温度的下降,并使亮度增加,因此恒星在赫罗图上的位置改为向左边移动,这是一个水平分支(对第二星族)或是红群聚(对第一星族)。当核心的氦燃烧结束之后,恒星在赫罗图上又将转向右并且向上移动,移动的路径几乎与早先成为红巨星的路径并列,因此称为渐近巨星分支。在这个演化阶段的恒星称为AGB恒星。 AGB阶段AGB的阶段可以分为二个部分,早期AGB(E-AGB)和热胀缩AGB(TP-AGB)。在E-AGB的阶段,主要的能源来自于环绕在几乎都是碳和氧核心周围的氦壳层的燃烧。在这个阶段的恒星也将膨胀至巨大的体积而成为红巨星,直径将达到1天文单位。在氦壳层的燃烧结束之后,成为TP-AGB恒星。现在,恒星的能量来自外层更薄的氢壳层的燃烧,而其内是不具活性的氦壳层。但是, 在之后的10,000至100,000年阶段,氦层会再度燃烧,而氢的燃烧会停止,这个过程称为氦闪,或是热脉动。由于这种脉动,只能持续数千年,材料从核心混杂入外面的壳层,改变了恒星的成分,因此称为上翻。由于这样的上翻过程,AGB恒星在光谱中可能显示 S-过程的元素。在之后的上翻则可能导致碳星的形成 AGB恒星是典型的长周期变星,并且以恒星风的形式损失大量的质量,在AGB阶段的恒星可已流失50%至70%的质量。 AGB恒星的星周包层AGB恒星大量的流失质量,意味着这种恒星有着大量的星周包层 (CSE)环绕着。 假定AGB恒星的生命期平均是一百万年,同食物质外流的速度是10公里/秒,估计它的最大半径可以达到3×10公里(30光年)。这是一个最大的数值,因为恒星风中的物质在如此大的伴径上会和星际物质混合,并且还假设了星际气体和恒星之间没有速度上的差异。大多数令人感兴趣的动力学都发生在很靠近恒星,恒星风的发出和质量的损失率都要在此处确定。但是,星周包层较外面层次呈现出化学上有趣的过程,并且由于他的大小和低光深度都使观测很容易进行。 星周包层的温度是由气体和尘埃被加热和冷却的程序来决定的,但是在半径上的距离会下降至2000–3000 K的光球层。由Kemper (2000)建议的AGB恒星星周包层外围的化学图形如下: 光球层:区域性的热力学平衡化学; 脉动的恒星包层:动荡的化学; 尘埃形成带; 化学的平静; 星际间的紫外线辐射和:分子的光致蜕变-复杂的化学。 因为出使条件的差异,此时恒星会二分为富氧星或富碳星Template:Clarify me.<!—有些重要的初始条件:恒星会成为碳星或"氧星" (非碳星) -->在尘埃形成带内有所谓的难处理的元素(铁、硅、镁等)会从气体状态中结成为尘埃颗粒,新形成的尘埃将立即加入表面的活动。来自AGB恒星的恒星风是宇宙尘形成的场所,相信是宇宙中的尘埃的主要来源。 AGB恒星的恒星风往往也是迈射发射的场所,迈射的分子有SiO、H2O、and OH。 在这些恒星机乎失去了绝大部分的外壳之后,残留的只有核心的部分,它们会先变成短生命期的前行星云。AGB恒星外壳的最后结局被认为是成为行星状星云 (PNe)。 |
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