漸近巨星分支

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AGB恆星在天文物理上是非常重要的,因為她們能產生大量的塵粒,並且也是成為行星狀星雲的前兆。

赫羅圖顯示不同質量恆星的演化。在2倍太陽質量的狀態下以AGB標示了漸近巨星分支的位置。

漸近巨星分支赫羅圖上低質量至中質量恆星在演化時聚集的區域。在恆星演化周期中,這是所有中低質量恆星(0.6-10太陽質量)末期階段的生活。

在觀測上,一顆漸近巨星分支(AGB)恆星看起來像是一顆紅巨星。它內部構造的特點是在中央是由一個不活躍的碳和氧核心,外面是正在將氦融合成碳(氦燃燒)的氦層,再外面則是將氫融合成氦(氫燃燒)的殼層,還有大量與一般正常恆星類似的物質組成的外殼[1]

恆星演化[编辑]

當一顆恆星耗盡在核心進行核融合反應以供應能量的,核心就會收縮並且使溫度升高,造成恆星的外層膨脹和變冷,同時恆星的亮度會逐漸增加而成為一顆紅巨星,導致在赫羅圖上移動的軌跡移動至右上角。

最後,核心的溫度一旦達到3x108K便會開始燃燒。氦在核心的燃燒終止了恆星表面溫度的下降,並使亮度增加,因此恆星在赫羅圖上的位置改為向左邊移動,這是一個水平分支(對第二星族)或是紅群聚(對第一星族)。當核心的氦燃燒結束之後,恆星在赫羅圖上又將轉向右並且向上移動,移動的路徑幾乎與早先成為紅巨星的路徑並列,因此稱為漸近巨星分支。在這個演化階段的恆星稱為AGB恆星

AGB階段[编辑]

AGB的階段可以分為二個部分,早期AGB(E-AGB)和熱脹縮AGB(TP-AGB)。在E-AGB的階段,主要的能源來自於環繞在幾乎都是核心周圍的氦殼層的燃燒。在這個階段的恆星也將膨脹至巨大的體積而成為紅巨星,直徑將達到1天文單位。在氦殼層的燃燒結束之後,成為TP-AGB恆星。現在,恆星的能量來自外層更薄的氫殼層的燃燒,而其內是不具活性的殼層。但是,在之後的10,000至100,000年階段,氦層會再度燃燒,而氫的燃燒會停止,這個過程稱為氦閃,或是熱脈動。由於這種脈動,只能持續數千年,材料從核心混雜入外面的殼層,改變了恆星的成分,因此稱為上翻。由於這樣的上翻過程,AGB恆星在光譜中可能顯示 S-過程的元素。在之後的上翻則可能導致碳星的形成

AGB恆星是典型的長週期變星,並且以恆星風的形式損失大量的質量,在AGB階段的恆星可已流失50%至70%的質量。

AGB恆星的星周包層[编辑]

AGB恆星大量的流失質量,意味著這種恆星有著大量的星周包層 (CSE)環繞著。 假定AGB恆星的生命期平均是一百萬年,同时物質外流的速度是10公里/秒,估計它的最大半徑可以達到3×1014公里(30光年)。這是一個最大的數值,因為恆星風中的物質在如此大的半徑上會和星際物質混合,並且還假設了星際氣體和恆星之間沒有速度上的差異。大多數令人感興趣的動力學都發生在很靠近恆星處,恆星風的發出和質量的損失率都要在此處確定。但是,星周包層較外面層次呈現出化學上有趣的過程,並且由於它的大小和低光深度都使觀測很容易進行。

星周包層的溫度是由氣體和塵埃被加熱和冷卻的程序來決定的,但是在半徑上的距離會下降至2000–3000 K的光球層。由Kemper (2000)建議的AGB恆星星周包層外圍的化學圖形如下:

  1. 光球層:區域性的熱力學平衡化學
  2. 脈動的恆星包層:動盪的化學;
  3. 塵埃形成帶;
  4. 化學的平靜;
  5. 星際間的紫外線輻射和:分子光致蛻變

因為初始條件的差異,此時恆星會二分為富星或富Template:Clarify me.在塵埃形成帶內有所謂的難處理的元素(鐵、矽、鎂等)會從氣體狀態中結成為塵埃顆粒,新形成的塵埃將立即加入表面的活動。來自AGB恆星的恆星風是宇宙塵形成的場所,相信是宇宙中的塵埃的主要來源。

AGB恆星的恆星風往往也是邁射發射的場所,邁射的分子有SiO、H2O、and OH。

在這些恆星幾乎失去了絕大部分的外殼之後,殘留的只有核心的部分,它們會先變成短生命期的前行星雲。AGB恆星外殼的最後結局被認為是成為行星狀星雲 (PNe)。

參考資料[编辑]

  1. ^ Lattanzio J. and Forestini, M. (1998), Nucleosynthesis in AGB Stars, IAU Symposium on AGB Stars, Montpellier

相關條目[编辑]