中文

类太阳恒星质量损失率的构建:一种混合模型方法

太阳与恒星天体物理 2023-09-19 v1

摘要

我们观测到X射线流量较高的低质量恒星具有增强的恒星风质量损失率,然而这一趋势与太阳不符,太阳的X射线流量与质量损失率之间无明显相关性。为调和这些观测,我们提出一种针对太阳型恒星恒星风的混合模型,该模型同时纳入阿尔文波动力学与磁通量浮现驱动的交换重联——这是一个受最新日球层观测引导而日益被研究的概念。为建立质量损失率标度律,我们在不同磁活动下开展了一系列磁流体力学模拟。通过对表面(无符号)磁通量(Φsurf\Phi^{\rm surf})及开放与表面磁通量比(ξopen=Φopen/Φsurf\xi^{\rm open} = \Phi^{\rm open}/\Phi^{\rm surf})的参数研究,我们导出质量损失率标度律:M˙w/M˙w,=(Φsurf/Φsurf)0.52(ξopen/ξopen)0.86\dot{M}_w/\dot{M}_{w,\odot} = \left( \Phi^{\rm surf} / \Phi^{\rm surf}_\odot \right)^{0.52}\left( \xi^{\rm open} / \xi^{\rm open}_\odot \right)^{0.86},其中 M˙w,=2.0×1014 M yr1\dot{M}_{w,\odot} = 2.0 \times 10^{-14} \ M_\odot {\rm \ yr}^{-1}Φsurf=3.0×1023 Mx\Phi^{\rm surf}_\odot = 3.0 \times 10^{23} {\rm \ Mx}ξopen=0.2\xi^{\rm open}_\odot = 0.2。通过比较有与无磁通量浮现的情形,我们发现质量损失率随表面磁通量的增加可归因于磁通量浮现的影响。我们的标度律与跨度40年的太阳风观测一致,且相较于基于X射线的估计表现更优。研究结果表明,磁通量浮现可能在低质量恒星的恒星风中扮演重要角色,尤其那些源自磁活跃恒星的恒星风。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.09399,
  title  = {Formulating Mass-Loss Rates for Sun-like Stars: A Hybrid Model Approach},
  author = {Munehito Shoda and Steven R. Cranmer and Shin Toriumi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.09399},
  year   = {2023}
}

备注

Accepted for publication in The Astrophysical Journal