借助多维模拟器获取的洞见改进 1D 星际大气模型:II. 1D 与 3D 水动力一致模型比较(WR 星)
太阳与恒星天体物理
2025-07-16 v1
摘要
经典狼子星 (cWR) 星是一类已发育成熟的巨质恒星,失去了大部分氢外壳,拥有密集且向外延伸的大气层,伴随强大的、由铁线驱动的风。准确 modeling 风的发射仍是一大挑战。已发展我们的理解的两种主要方法:1. 具有一致水动力学的 1D 稳态大气模型,以及2. 基于时变、多维辐射-水动力学模拟器。由于计算需求极高,多维模型的适用范围有限。因此,1D 水动力一致模型仍是必需的,但必须吸收来自 3D 模拟器的洞见。我们将最新多维 cWR 模型的平均分层与使用 hydrodynamically consistent PoWR 代码计算的 1D 模型进行比较。我们聚焦于由热铁氧opa 增强所驱动的风,探讨 1D 输入参数变化如何影响模型结果。1D 模型能够较好地再现 3D 密度结构的平均值。虽然质量流失率在 1D 模型中通常高出 dex,但考虑多维色散的微小调整可消除差异。1D 模型倾向于更远地向辐射延伸,伴随更高的终端速度和较低的有效温度。它们再现了 3D 模型的总体速度趋势,但在热铁氧opa 增强期间,风的发射点略微向外推进且速度更高。这些差异也体现在从不同 1D 模型计算的合成光谱中。尽管方法存在差异,但在考虑时变模拟器中所见波动性后,1D 与平均 3D 模型均可获得一致的恒星参数。对于靠近 Eddington 极限的恒星,降低 1D 模型中的 doppler 速度可改善质量流失率、温度和风速的一致性。匹配光谱薄层中的温度结构仍是未解决的挑战。
引用
@article{arxiv.2505.16458,
title = {Improving 1D stellar atmosphere models with insights from multi-dimensional simulations II. 1D versus 3D hydrodynamically consistent model comparison for WR stars},
author = {G. González-Torà and A. A. C. Sander and N. Moens and J. O. Sundqvist and D. Debnath and L. Delbroek and J. Josiek and R. R. Lefever and C. Van der Sijpt and O. Verhamme and M. Bernini-Peron},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.16458},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in A&A