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恒星磁活动演化:红巨星吞星行星探索

太阳与恒星天体物理 2025-11-03 v1

摘要

低质量(LM)恒星(质量 M<=1.5MM <= 1.5 M_{\odot})在光谱中显示出的活动星比例在水平分支(HB)阶段高于之前的红巨星分支(RGB)阶段,而对于中等质量(IM)恒星(M>1.5MM > 1.5 M_{\odot})则相反。一个假设是 LM 红巨星(RG)吞食的行星更多于 IM RG,从而导致表面旋转更快和更高的磁活动。事实上,LM 恒星在 RGB 顶端达到的最大半径远大于 IM 恒星,使其更容易吞食行星。然而,我们需要沿 RGB 研究活动星比例的演化,以坚实检验这一假设。我利用来自 LAMOST 数据中基于 Ca II H&K、Halpha、Mg I 和红外 Ca II 光谱线的独立指标,为约 3000 颗 RG 星(其演化阶段通过 Kepler 任务的 asteroseismology 被识别)追踪活动水平。我发现 LM 恒星沿 RGB 的活动星比例反而增加,而 IM 恒星的活动星比例意外下降。这种增加无法由单星演化模型解释,与 LM 恒星更易吞食行星的事实相符。数据显示,IM 主序星缺乏行星,与行星形成理论的预测一致。我也观察到 LM 和 IM 恒星在 HB 上的活动星比例倾向于增加,与之前的发现部分不符。最后,我发现 IM RGB 星 KIC 9780154 可能吞食了一个或多个行星,因为其表面旋转速度来自光度测量是来自 asteroseismology 包层旋转速度的两倍。对 RG 吞食行星的表征为大约 97% 的恒星经过 RG 演化阶段通過的星系的演化与命运提供了见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.27295,
  title  = {Evolution of stellar magnetic activity: probing planet engulfment by red giants},
  author = {Charlotte Gehan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.27295},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in A&A. 13 pages, 9 figures. Abstract shortened to match arxiv's requirements