A kék hurok a közepes tömegű csillagok fejlődésének egy szakasza , amelyek magjában hélium ég . Ekkor a csillag felszíne először felmelegszik, majd ismét lehűl, és a csillag egy hurkot ír le a Hertzsprung-Russell diagramban . Ennek eredményeként az ilyen csillagok átjuthatnak az instabilitási sávon , és klasszikus kefeidákként figyelhetők meg . Az evolúció ezen szakasza a vörös óriás ág után következik, és az aszimptotikus óriáságba való átmenettel ér véget .
Míg egy csillag a kék hurkon van, részben konvektív és kezdetben többnyire hélium magja van, valamint egy buroka, amely elsősorban hidrogénből áll . A magban a hélium ég, a magban szén és oxigén halmozódik fel, a mag és a héj határfelületén pedig a hélium szintetizálódik hidrogénből réteges forrásban, elsősorban a CNO cikluson keresztül [1] [2] . A kék hurokra eső csillagok kezdeti tömege a 2,3 M ⊙ és 10-12 M ⊙ közötti tartományba esik , ami a csillagok evolúciójának köszönhető (lásd alább ) [3] .
Egy csillagnak a vörös óriás ágon való tartózkodása a hélium nukleáris égésének megkezdésével ér véget a csillag közepén. Hogy ez pontosan hogyan történik, az a csillag tömegétől függ: a 2,3 M -nél kisebb tömegű csillagok héliumvillanással rendelkeznek , aminek következtében a csillag gyorsan átvált egy vízszintes ágra vagy vörös halmazra , a nagyobb tömegű csillagoknál pedig a hélium az égés fokozatosan kezdődik, aminek következtében a csillag belép a kék hurokba [4] [5] [6] .
A vörös óriás ág elhagyása után a csillag fényereje csökken. Amikor egy csillag a kék hurokban van, a csillag felszíne először felmelegszik, és a csillag kékebbé válik, majd ismét lehűl, és a csillag vörössé válik; Ebben az esetben a fényerő általában kis tartományban változhat. Így a Hertzsprung-Russell diagramon a csillag egy hurkot ír le, amely meghatározza ennek a szakasznak a nevét [4] [5] .
A diagramon látható hurok mérete – vagyis a csillag hőmérsékletének változása tartózkodása alatt – nagymértékben növekszik a csillag tömegével. Ez a tendencia a 10-12 M ⊙ tömegtartományig megy végbe, a nagyobb tömegű csillagoknál pedig eltűnik a kék hurok, mivel a hélium égés bennük röviddel a fősorozat elhagyása után kezdődik , amikor a csillagok hőmérséklete felmelegszik. elég magas a csillag. A kék hurok méretének és alakjának a csillag kémiai összetételétől való függése összetett, de általában minél nagyobb a hélium aránya és minél kisebb a fémesség , annál kiterjedtebbnek bizonyul a kék hurok. Egyes esetekben a csillag másodlagos kék hurkokként jelenhet meg [3] .
Az idő, amit a csillagok a kék hurkon töltenek, a fő sorozattal töltött idő körülbelül 20%-a – például egy 5 M ⊙ csillagnál ez az időszak 22 millió év, egy 10 M ⊙ csillagnál pedig 4 millió . Figyelembe véve azt a tényt, hogy a héliumot tartalmazó reakciók tömegegységenként nagyságrenddel kevesebb energiát szabadítanak fel, mint a hidrogént tartalmazó reakciók, és maga a csillag ebben a szakaszban sokkal fényesebb, mint a fő sorozatban, ez meglehetősen hosszú idő. Ennek a szakasznak az ilyen időtartama annak köszönhető, hogy a rajta lévő csillagok a hidrogén égése következtében az energia jelentős hányadát állítják elő, gyakran még többet is, mint a hélium égése miatt [4] .
Idővel a magban lévő hélium kimerül. Egy pillanattól kezdve a részvételével járó reakciók csak a közömbössé vált mag héjában folytatódnak, aminek következtében a csillag tágulni kezd, és átmegy az aszimptotikus óriáságba [5] [7] .
Az óriások aszimptotikus ágához tartozó csillagok mozgását, amelyek a diagram mentén termikus pulzációt tapasztalnak, néha kék huroknak is nevezik, bár az ilyen csillagok paraméterei és szerkezete eltérő [8] .
A kék hurok szakaszában a csillagok az instabilitási sávba eshetnek - a Hertzsprung-Russell diagram tartományába, amelyben a csillagok instabilak a pulzációval szemben. Az ilyen csillagokat klasszikus kefeidákként figyelik meg . Ha a kék hurok elég hosszú, akkor a csillag átlépi az instabilitási sávot az alacsony hőmérsékletről a magas hőmérsékletre, majd ismét vissza, és kétszer belép a cefeida fázisba. Kisebb kiterjedéssel a csillag, ha cefeidává válik, akkor csak egyszer: nem éri el az instabilitási sáv magas hőmérsékletű határát [5] [9] .
Bár a csillagok az evolúció más szakaszaiban is kefeidákká válhatnak, például szubóriások formájában , a kék hurok hosszabb időtartamában különbözik a többi szakasztól. Ez oda vezet, hogy a cefeidák megfigyelésének valószínűsége ebben a szakaszban maximális [9] .
| Csillagok | |
|---|---|
| Osztályozás | |
| Csillag alatti objektumok | |
| Evolúció | |
| Nukleoszintézis | |
| Szerkezet | |
| Tulajdonságok | |
| Kapcsolódó fogalmak | |
| Csillag listák | |