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红超巨星质量损失率的新经验公式

太阳与恒星天体物理 2020-02-12 v1 星系天体物理

摘要

演化模型已表明强质量损失率(M˙\dot{M})对大质量恒星归宿的显著影响。红超巨星(RSG)的质量损失在理论上理解甚少,因此恒星模型依赖纯经验性的 \mdot-光度关系来计算演化。经验公式通常随光度和有效温度标度,但 M˙\dot{M} 也应取决于当前质量从而取决于恒星表面引力,导致在赫罗图上同一位置可有不止一种可能的 M˙\dot{M}。人们可通过测量位于星团中的 RSG 的 M˙\dot{M} 来解除这一简并,因为此类星团的年龄和初始质量(MinitM_{\rm init})已知。本文中,我们推导了 NGC 2004 和 RSGC1 两个星团中 RSG 的 M˙\dot{M} 值和光度。利用新推导的 MinitM_{\rm init} 测量,我们将结果与一系列年龄星团的结果结合,导出了依赖于 MinitM_{\rm init}M˙\dot{M} 公式。将此新公式与演化模型中当前采用的质量损失处理相比较,我们发现模型极大地高估了总质量损失,最高达 20 倍。重要的是,质量最大的 RSG 其质量损失率向下修正幅度最大,彻底改变了星风质量损失对其演化的影响。我们的结果表明,对于大多数初始质量的 RSG 前身星,RSG 阶段的宁静质量损失在核坍缩前并不能有效剥离显著的氢包层份额,我们讨论了这对恒星演化及超新星和超新星前身星观测的意义。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.07222,
  title  = {A new mass-loss rate prescription for red supergiants},
  author = {Emma R. Beasor and Ben Davies and Nathan Smith and Jacco Th. van Loon and Robert D. Gehrz and Donald F. Figer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.07222},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, accepted to MNRAS