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褐矮星与亚恒星质量极限的解析模型

太阳与恒星天体物理 2016-10-26 v1

摘要

我们介绍了褐矮星演化及氢燃烧主序星质量下限的解析理论现状。本着简化解析理论的精神,我们还对现有模型进行了一些修正。我们给出了有限温度下理想非相对论费米气体压强的精确表达式,从而允许非零的简并参数值(ψ=kTμF\psi = \frac{kT}{\mu_{F}},其中 μF\mu_{F} 为费米能)。我们回顾了利用熵匹配条件以及外层分子氢与内层部分电离氢之间的一级相变推导表面光度的过程。我们还讨论了等离子体相变的现代模拟结果,这些结果说明了确定其临界温度的不确定性。基于现有模型并加以简单修正,我们发现褐矮星的最大质量范围在 0.064M0.087M0.064M_\odot-0.087M_\odot 之间。一个光度演化解析公式使我们能够估算亚恒星天体非稳态(即非主序)核燃烧的时间周期。标准模型还预测,刚好高于亚恒星质量极限的恒星在经历至少数百万年、有时甚至更长的演化后,可达到极低光度的主序。我们估计约有 11%11\% 的恒星需要超过 10710^7 年才能到达主序,约 5%5\% 的恒星需要超过 10810^8 年。

关键词

引用

@article{arxiv.1607.04338,
  title  = {Analytic Models of Brown Dwarfs and The Substellar Mass Limit},
  author = {Sayantan Auddy and Shantanu Basu and S. R. Valluri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1607.04338},
  year   = {2016}
}

备注

34 pages, 5 figures, to appear in Advances in Astronomy