极大质量恒星的演化与命运

有观测证据支持本地宇宙中存在极大质量恒星（Very Massive Stars）。首先，在大麦哲伦云中观测到了极大质量恒星（$M_{\text{ini}} \le 320 M_\odot$）。其次，观测到了一些具有对产生超新星（Pair Creation Supernovae）特征的超新星，其前身星为极大质量恒星。迄今为止最有希望的候选者是 SN2007bi。为了研究邻近极大质量恒星的演化和命运，我们计算了此类对象的新模型网格，涵盖太阳、LMC 和 SMC 金属丰度，初始质量范围从$120$到$500 M_\odot$。使用 Geneva 恒星演化代码计算了旋转和非旋转模型，并演化至至少氦燃烧结束，大多数模型演化至氧燃烧。由于极大质量恒星在主序阶段具有非常大的对流核心，其演化受旋转混合的影响不大，而更多受恒星风质量损失的影响。即使没有旋转混合，其演化也从未远离均匀演化。在此研究的所有金属丰度下，所有 VMS 最终都作为 WC(WO) 型恒星结束其生命。在太阳金属丰度下，我们的模型中没有一个预计会作为 PCSN 爆炸。在 LMC 金属丰度下，只有质量大于$300 M_\odot$的恒星预计会作为 PCSNe 爆炸。在 SMC 金属丰度下，PCSN 前身星的质量范围要大得多，包括初始质量在约$100$到$290 M_\odot$之间的恒星。在此研究的金属丰度范围内，所有 VMS 恒星都会产生 Ib 型或 Ic 型超新星。我们估计，假设 SMC 金属丰度，SN2007bi 的前身星初始质量在$160$到$175 M_\odot$之间。此网格中提出的模型均不产生 GRB 或磁星。它们通过质量损失失去了过多的角动量，或者通过产生完全破坏性的 PCSN 而避免了黑洞的形成。