Інтуїтивно зрозумілий спосіб думати про це - зрозуміти, що існує багато змін, які, по суті, посилюють один одного. Посилення в астрономії не все так рідко. Це пояснює, чому гравітація може зробити масивні предмети настільки маленькими, оскільки, коли масивний об’єкт стає меншим, гравітація і вага предмета зростають в експоненціальній залежності. У певному сенсі, з червоним гігантом відбувається навпаки. Гравітація на поверхні зростає досить низько, щоб вид зірки вступав у розбіг, що розбігався.
Розширення зірки пізно в її житті є експоненціальним. Ось чому воно може так сильно розширитися.
Якби сонце подвоїлося за розмірами, але маса його повинна залишитися незмінною. У цій гіпотетиці гравітація поверхні Сонця ділиться на 4. Швидкість втечі ділиться на квадратний корінь на 2, тому зовнішній шар має набагато меншу вагу, але швидкість втечі все-таки прив’язує його до зірки. При рівності, що розширює Сонце, воно повинно охолонути, але, використовуючи правило кореневої середньої площі для теплової швидкості, якщо температура розділена на 2, швидкість молекул водню та гелію ділиться на квадратний корінь 2.
У цій теоретичній практиці вони атоми водню на поверхні рухаються трохи повільніше, але, на 1/4 сили тяжіння, вони вільніші, і вони можуть рухатися далі від зірки на основі їх теплової швидкості.
Якщо ми продовжуємо розширювати сонце, настає момент, коли зовнішній водень стає неймовірно вільно пов'язаним. При розмірі червоного гіганта, скажімо, 1 АС в радіусі або 215 поточних сонячних радіусів, сила тяжіння приблизно в 46 000 разів нижча, і водень на поверхні відчуває лише 0,006 м / с ^ 2 гравітаційного прискорення, але ті самі молекули водню у червоного гіганта температура (близько 3000 градусів К), рухається близько 5,5 км / с. Вони можуть вилетіти з поверхні протягом більше мільйона км лише на основі своєї теплової енергії, порівняно з приблизно 100 км на поверхні сонця в даний час (з розрахунку на трохи менше 8 км / с).
В обох випадках зовнішній шар водню та гелію перебуває у рівновазі, це лише те, що сила тяжіння та червоного гіганта настільки настільки нижча, що з червоно-гігантським рівновагою це дуже слабко пов'язане дуже сильно виділяє гарячий газ. Але це лише частина причини.
Поміркуйте, що ще відбувається, коли сонце старіє.
Джерело .
Ядро, де відбувається злиття, - порівняно невелика область в центрі. Обернута навколо серцевини - це радіаційна зона та провідна зона. які допомагають зберегти тепло від синтезу, захопленого всередині сонця. Як результат, з часом внутрішня частина сонця стає все гарячішою, а в міру того, як вона стає гарячішою, ядро стає більшим, і воно охоплює все більше і більше радіаційної зони.
Якщо ми розглядаємо радіаційну зону як якусь ковдру, яка затримує тепло всередині сонця, оскільки ядро стає більшим і масивнішим, радіаційна зона одночасно розтягується і втрачає масу до серцевини, тож вона стає тоншою двома способами. Якщо розмір ядра подвоїться, фотони з ядра повинні пройти через 1/4 стільки молекул. Коли сонце старіє досить, і більша частина термоядерного синтезу відбувається на зовнішньому краю серцевини, там є значно менше ковдри, щоб зберегти тепло в пастці. Це не так багато, що створюється більше енергії, це те, що ця енергія має простіший шлях до зовнішньої області сонця. Таким чином, у вас є ефект посилення, оскільки сонце збільшується, сила поверхні падає на квадрат радіуса, і внутрішнє тепло має менше матеріалу, щоб пройти, щоб досягти зовнішніх шарів,
Внутрішній колапс ядра також може зіграти певну роль. Навіть коли у внутрішньої серцевини не вистачає водню для плавлення, і він починає руйнуватися, акт руйнування генерує значне тепло.
Не впевнений, що це зрозуміло, але це моя спроба пояснити, що відбувається інтуїтивно.