Ketika sebuah bintang mencapai fase raksasa merah, mengapa itu menjadi lebih buram?

Silakan merujuk jawaban ini dari Quora:

... sebuah bintang akan menjadi raksasa merah sebelum mulai membakar helium. Bahkan, ia akan membengkak menjadi raksasa merah sementara masih membakar hidrogen dalam cangkang di permukaan inti helium. Namun pembakaran shell, memang melepaskan lebih banyak energi daripada pembakaran inti, tetapi bahkan itu saja tidak akan menyebabkan bintang menjadi raksasa merah, karena itu hanya bisa bersinar lebih terang. Penyebab sesungguhnya adalah kombinasi dari tingkat produksi energi yang lebih tinggi DAN bahwa bintang memiliki opacity lebih tinggi pada tahap kehidupan. Ini menghasilkan krisis energi di mana energi tidak dapat lepas dengan cukup cepat, dan konveksi harus supersonik untuk menyeimbangkan kembali bintang. Karena konveksi supersonik sangat tidak disukai (yaitu tidak mungkin), bintang sangat berkembang ke titik bahwa fluks energi pada cangkang pembakaran cocok dengan fluks energi pada permukaan yang sekarang jauh lebih besar lagi.

Ini adalah salah satu penjelasan terbaik yang saya temukan tentang bagaimana transisi bintang ke raksasa merah. Namun, bagian yang saya tebalkan membingungkan saya: mengapa bintang itu menjadi lebih buram, dan apa yang menyebabkan hal itu terjadi?

Ada beberapa jawaban dalam kuliah ini dan yang satu ini walaupun ada bahkan penulis mengakui bahwa keseluruhan cerita itu rumit, dan tidak diketahui dengan sempurna.

Tampaknya pembakaran cangkang dan kontraksi inti yang tidak lagi terbakar bintang menyebabkan beberapa perluasan lapisan luar (ini digambarkan sebagai "prinsip cermin" dan sebagian dijelaskan dalam kuliah 12 (bagian 12.4). Hal ini menyebabkan bagian luar lapisan menjadi dingin, sampai ion H- mulai terbentuk di dalamnya (sekitar 5000 K.) Ini berinteraksi dengan cahaya jauh lebih banyak daripada atom hidrogen netral atau proton telanjang (H +) yang berperan dalam peningkatan opacity.

Alasan sebenarnya bintang-bintang membumbung menjadi raksasa merah bukan karena perubahan opacity, itu karena penciptaan inti degenerasi dari helium non-sekering di pusat. Inti degenerasi ini memiliki gravitasi yang kuat, yang menentukan suhu tinggi pada cangkang pelebur hidrogen yang berada di atasnya. Ini sangat penting, karena ketika sebuah bintang sedang mengalami fusi inti seperti Matahari kita, laju fusi mengatur diri sendiri dengan menyesuaikan suhu. Tetapi ketika suhu ditentukan oleh gravitasi dari inti yang merosot, itu cenderung cukup tinggi, dan laju fusi, tidak dapat mengatur diri sendiri, menjadi gila. Sesuatu harus memberi, karena seperti dikatakan di atas, ada krisis energi.

Apa yang memberi adalah bahwa tingkat pembangkit energi menyebabkan amplop mengembang, yang mengangkat berat dari cangkang peleburan. Itu mengurangi kepadatannya, dan jumlah gas yang mengalami fusi. Jadi tidak seperti core fusion, yang mengatur sendiri suhunya, fusi shell mengatur sendiri jumlah massanya, dengan mengangkat berat. Tetapi untuk mengangkat sejumlah besar berat itu membutuhkan ekspansi amplop yang sangat signifikan, ergo raksasa merah.

H minus opacity di dekat permukaan tidak mengontrol seberapa besar bintang mendapat, karena begitu massa telah diangkat, tidak terlalu penting bagi shell persis seberapa jauh ia diangkat. Tapi itu penting untuk kemampuan bintang untuk memancarkan energi itu ke ruang angkasa, sehingga mengontrol jari-jari bintang, itu bukan apa yang membuat jari-jari besar di tempat pertama. Jadi alasan amplop mengembang di tempat pertama tidak ada hubungannya dengan opacity, perubahan opacity ikut bermain setelah ekspansi signifikan telah terjadi, dan mengontrol di mana permukaan bintang berakhir. Jika opacity bintang tidak berubah sama sekali, itu akan tetap menjadi bintang raksasa, hanya saja radiusnya tidak sama.