宇宙时间尺度上大质量双星剥离星的碳元素：金属丰度的影响

宇宙中碳的起源仍不确定。在太阳金属丰度下，双星剥离大质量星——即通过与伴星的稳定相互作用失去包层的恒星——被认为产生的碳是其单星对应物的两倍。然而，理解星系在宇宙时间尺度上的化学演化需要考察不同金属丰度下的恒星产率。我们使用恒星演化代码 MESA，计算了在广泛的初始质量（$10$-$46,M_\odot$）、金属丰度（$Z = 0.0021$、$0.0047$、$0.0142$）和初始轨道周期（$10$-$5000$ 天）范围内，单星和双星剥离星的星风质量损失和超新星爆炸产生的碳产率。我们发现，金属丰度是影响大质量恒星碳产率的主导因素，其影响超过了双星性和具体轨道参数。由于双星大质量恒星的化学产率对金属丰度高度敏感，我们提醒，在太阳金属丰度下预测的产率不应直接外推到更低的金属丰度。在亚太阳金属丰度下，特别是低于 $1/7$ 太阳丰度时，微弱的星风和低效的双星剥离导致双星剥离星的碳产率与单星非常相似。这表明，双星剥离大质量恒星不太可能解释碳增强的贫金属星的存在，或詹姆斯·韦伯空间望远镜所探测到的高红移星系中的碳富集现象。我们的发现仅涉及大质量双星中的剥离星。双星演化的其他结果，特别是恒星并合和吸积星的影响，在很大程度上仍未探索，但对于全面理解大质量双星在核合成中的作用将是必要的。