Faze posle glavnog niza

Slika 3

Evolutivni put zvezde posle glavnog niza takođe zavisi od mase. Evolucija postaje sve komplikovanija zbog sve većeg značaja dinamičkih efekata, a mogućnosti za proveru teorije posmatranjem su sve ređe. U ovoj fazi zvezda prolazi kroz stanja nestabilnosti i ravnoteže i pri tome može da izgubi znatan deo svoje mase raznim mehanizmima (zvezdani vetar, odbacivanje omotača, eksplozije).

Stadijum crvenog džina

Zvezda koja je potrošila svo vodonično gorivo u svom jezgru napušta glavni niz, postaje nestabilna i koristi jedini raspoloživi izvor energije – gravitaciono sažimanje. Zvezdana materija postaje sve gušća, pri tom raste i temperatura. Gustina i temperatura su najviše u jezgru i opadaju ka višim slojevima. Temperatura u jezgru još nije dovoljna za sagorevanje helijuma, ali povišena temperatura u tankom sloju oko jezgra, u kome nije istrošen vodonik, omogućava njegove termonuklearne reakcije. U toku procesa sažimanja, temperatura „paljenja“ vodonika se postiže u slojevima sve daljim od jezgra. Umesto u jezgru energija se sada proizvodi u sloju oko jezgra. Kada je proizvedena energija veća od gravitacije omotača, ona se delom oslobađa zračenjem u okolni prostor, a delom razduvava omotač koji se širi i tako hladi (slika 3).

Dimenzije zvezde se povećavaju, a površinska temperatura opada na oko 3000 K. Hlađenjem raste neprozračnost i stvara se konvektivni omotač. U toku ovih promena unutrašnje strukture, zvezda se posle glavnog niza premešta na H-R dijagramu (slika 1) udesno i naviše. Ona postaje nestabilan crveni džin i zvezda složene strukture – dok se njeno helijumovo jezgro sažima i zagreva, omotač se širi i hladi.

Slika 4

Kada se sažimanjem u jezgru zvezde dostigne temperatura 108K i gustina 104 g/cm3 počinju termonuklearne reakcije sagorevanja helijuma. Izvor energije ponovo je u jezgru i sažimanje prestaje. Zvezda se sada nalazi u mehaničkoj i energetskoj ravnoteži pa seomotač više ne širi, zvezda postaje stabilan crveni džin. U ovoj fazi zvezda u zavisnosti od svoje mase provodi 10 – 25% vremena koje je provela na glavnom nizu. Masivnije zvezde mogu jednom ili više puta da prođu stadijum crvenog džina. Temperatura u njihovom jezgru može sažimanjem dostići vrednost da „pepeo“ nastao jednom fazom fuzije postane gorivo u sledećoj fazi: (C→Ne→O→Si→Fe).

Kod ovih zvezda se smenjuju stabilna stanja, kada su izvori energije u jezgru, i nestabilna, kada su u omotaču. Izvesno je da zvezde razduvavanjem i odbacivanjem gube veliki deo svoje mase.
Zvezde najmanjih koje masa ne mogu sažimanjem da obezbede temperaturu u jezgru za sagorevanje helijuma. Njihovo helijumsko jezgro se sažima do gustine degeneracije koja zaustavlja sažimanje. Nestabilni džin gubi masu sve dok ne ostane samo gusto i toplo jezgro. Značajan mehanizam gubitka mase kod ovih zvezda je zvezdani vetar, koji gura materiju ispred sebe, sabija je i zagreva. Tako nastaje planetarna maglina u čijem centru ostaje jezgro bivšeg crvenog džina – vreli plavi patuljak koji emituje UV zračenje vremenom se hladi.