红超巨星的演化模型：混合长度随金属丰度变化的证据及其对IIP型超新星前身星的影响

近期关于本地宇宙中红超巨星（RSG）温度的研究为我们提供了对RSG模型的极佳观测约束。我们通过将模型预测与小麦哲伦云、大麦哲伦云、银河系和M31中由TiO带与光谱能量分布（SED）推断的经验RSG温度进行比较，来标定混合长度参数。尽管我们的RSG模型是用MESA代码计算的，但我们的结果可能适用于其他恒星演化代码，包括BEC和TWIN代码。我们发现，无论标定时采用RSG的TiO温度还是SED温度，均有证据表明混合长度随金属丰度增加而增大。结合Tayar等人近期在低速红巨星中发现的类似相关性，这意味着混合长度的金属丰度依赖性是大质量与低质量主序后恒星中的普遍特征。我们的结果表明，初始质量约为 $10 - 16~M_\odot$ 的典型IIP型超新星（SN IIP）前身星具有 $400 R_\odot \lesssim R \lesssim 800 R_\odot$ 的半径范围，且与金属丰度无关。作为本研究的辅助结果，我们发现若采用带缓慢半对流的Ledoux判据，给定初始质量的SN IIP前身星的富氢包层质量预测基本与金属丰度无关，而Schwarzschild模型则预测较低金属丰度下系统性的更高质量富氢包层。