Кіріспе

Сутегі мен гелийдің қосылуы арқылы қуат алатын, көміртек пен оттегіден тұратын белсенді емес ядросы бар қабықтың жұлдыздары. Асимптотикалық алып тармақ (ААТ) – Герцспрунг-Рассел диаграммасында дамыған, салқын, жарқын жұлдыздардың орналасқан аймағы. Бұл – өмірінің соңына қарай барлық төмен және орташа массалы жұлдыздардың (шамамен 0,5-ден 8 күн массасына дейін) өтетін жұлдыздық эволюция кезеңі. Байқаулар бойынша, асимптотикалық алып тармақ жұлдызы Күннен мың есеге дейін артық жарықтығы бар жарқын қызыл алып жұлдыз ретінде көрінеді. Оның ішкі құрылымы көміртек пен оттегіден тұратын орталық және көбінесе инерт ядросымен, гелийдің көміртекті түзету үшін синтезделетін қабатымен (гелийді жағу деп аталады), сутегінің гелийді түзету үшін синтезделетін тағы бір қабатымен (сутегін жағу деп аталады) және негізгі тізбектегі жұлдыздарға ұқсас құрамдағы материалдың өте кең қабығымен сипатталады (көміртек жұлдыздарынан басқа).

Жұлдыздық эволюция

Жұлдыз ядросындағы ядролық синтез процестері арқылы сутегі қорын толық пайдаланған кезде, ядросы жиырылады және температурасы артады, бұл жұлдыздың сыртқы қабаттарының кеңейіп, суынуына себеп болады. Жұлдыз қызыл алыпқа айналады және HR диаграммасының жоғарғы оң жақ бұрышына қарай қозғалады. Әрі қарай, ядродағы температура шамамен 3 градусқа жеткенде, гелийдің жануы (гелий ядроларының бірігуі) басталады. Ядрода гелийдің жануы басталуы жұлдыздың суынуын және жарқырауын тоқтатады, ал жұлдыз HR диаграммасында төмен және солға қарай жылжиды. Бұл көлденең тармақ (II популяциясының жұлдыздары үшін) немесе шамадан артық массасы бар жұлдыздар үшін көк цикл болып табылады.

АГБ кезеңі

АГБ фазасы екі бөлікке бөлінеді: ерте АГБ (Е АГБ) және термиялық импульсті АГБ (ТП АГБ). Е АГБ фазасы кезінде энергияның негізгі көзі – көміртек пен оттегіден тұратын ядроның айналасындағы қабықтағы гелийдің синтезі. Бұл кезеңде жұлдыз үлкенге дейін кеңейіп, қайтадан қызыл алыпқа айналады. Жұлдыздың радиусы бір астрономиялық бірлікке жете алады. Бірнеше жүз жылға созылатын термиялық импульстер кезінде ядролық аймақтың материалы сыртқы қабаттармен араласып, беткі құрамын өзгертеді, бұл процеске "көтерілу" (dredge-up) деп аталады. Осы көтерілудің нәтижесінде АГБ жұлдыздары спектрлерінде S процесі элементтерін көрсетуі мүмкін, ал күшті көтерілулер көміртек жұлдыздарының пайда болуына әкелуі мүмкін. Термиялық импульстерден кейін болатын барлық көтерілулер үшінші көтерілулер деп аталады, алғашқы көтерілу қызыл алып тармағында, екінші көтерілу болса Е АГБ кезінде жүзеге асады. Кейбір жағдайларда екінші көтерілу болмауы мүмкін, бірақ термиялық импульстерден кейінгі көтерілулер де үшінші көтерілулер деп аталады. Термиялық импульстер алғашқы бірнешесінен кейін күшін тез арттырады, сондықтан үшінші көтерілулер әдетте ең терең болады және ядролық материалды бетке шығару ықтималдығы жоғары. АГБ жұлдыздары әдетте ұзақ кезеңді айнымалы жұлдыздар болып табылады және жұлдыздық жел түрінде масса жоғалтады. М типіндегі АГБ жұлдыздары үшін жұлдыздық желдер микронды түйіршіктермен тиімдірек қозғалады. Термиялық импульстер одан да көп масса жоғалту кезеңдерін тудырады және жұлдыздың айналасындағы материалдың бөлінген қабықтарының пайда болуына әкелуі мүмкін. Жұлдыз АГБ фазасында массасының 50-70% жоғалтады. Масса жоғалту жылдамдығы әдетте 10−8-ден 10−5 M⊙ жыл−1 аралығында болады, тіпті 10−4 M⊙ жыл−1 дейін жете алады.

Соңғы термиялық импульс

АGB жұлдыздарының шамамен төрттен бірі "қайта туылған" деп аталатын эпизодты бастан кешіреді. Көміртек-оттегі ядросы гелиймен қоршалған, ал сырты сутектен тұрады. Егер гелий қайтадан тұтанса, термиялық импульс орын алып, жұлдыз тез арада АGB фазасына оралып, гелийді күйдіретін, сутегі аз жұлдыздық нысанға айналады. "Қайта туылған" жұлдыздың сыртқы атмосферасы жұлдыздық желді қалыптастырады және жұлдыз Герцспрунг-Рассел диаграммасы бойынша эволюциялық жолын жалғастырады. Дегенмен, бұл фаза өте қысқа, бар болғаны 200 жылға созылады, содан кейін жұлдыз қайтадан ақ ергежейге қарай бет түзейді. Байқаулар бойынша, бұл соңғы термиялық импульс фазасы планеталық тұмандығының ішіндегі Вольф-Райет жұлдызына өте ұқсас көрінеді. Сакурайдың нысаны және FG Sagittae сияқты жұлдыздар осы фазадан жылдам өтетіні байқалып отыр. Жақында "Голдрейх-Килафис эффектісі" деп аталатын әдіс арқылы термиялық импульстік (ТП) АGB жұлдыздарының айналасындағы магниттік өрістерін карталау туралы хабарланды.

Супер-АГБ жұлдыздары

Жоғары массалық шекке жақын болғандықтан АГБ жұлдыздары ретінде қарастырыла беретін жұлдыздар ерекше қасиеттер көрсетеді және олар супер АГБ жұлдыздары деп аталады. Олардың массасы 9 немесе одан да жоғары (немесе одан көп) болуы мүмкін. Олар гелийден ауыр элементтердің толық синтезіне ұшырайтын, ірі супергигант жұлдыздарға өтуді білдіреді. Үш альфа процесінде көміртектен ауыр элементтер де пайда болады: негізінен оттегі, сондай-ақ магний, неон және одан да ауыр элементтер. Супер АГБ жұлдыздары жартылай дегенерацияланған көміртек-оттегі ядроларын қалыптастырады, олар көміртекті бұрынғы гелий жарқырауына ұқсас күйдіруге жеткілікті. Екінші көтерілу осы массалық диапазонда өте күшті болады, бұл ядроның өлшемін неонның жануына қажетті деңгейден төмен ұстайды, бұл жоғары массалы супергиганттарда байқалады. Жылу импульстарының мөлшері мен үшінші көтерілулердің көлемі төмен массалы жұлдыздармен салыстырғанда азаяды, ал жылу импульстарының жиілігі күрт артады. Кейбір супер АГБ жұлдыздары электронды ұстап алу арқылы супернова ретінде жарылуы мүмкін, бірақ көпшілігі оттегі-неон ақ жұлдыздары ретінде аяқталады. Осы жұлдыздар жоғары массалы супергиганттарға қарағанда әлдеқайда көп кездесетіндіктен, олар байқалатын суперновалардың үлкен бөлігін құрауы мүмкін. Осы суперновалардың мысалдарын анықтау, болжамдарға көп тәуелді модельдерді растауға мүмкіндік береді.