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极亮大质量恒星的质量损失实现与温度演化

太阳与恒星天体物理 2022-07-27 v2 星系天体物理 高能天体物理现象

摘要

极亮大质量恒星(VMS)因其电离辐射和极端星风主导年轻星团的物理。正是这些星风决定了它们直至消亡的演化路径。Arches 星团的观测表明 VMS 都具有相似的温度。VLT-Flames Tarantula 巡天分析了 LMC 中 30 Dor 区域的 VMS,同样发现狭窄的温度范围,尽管数值更高——可能是金属丰度效应。使用 MESA,我们研究 VMS 的主序演化,采用一种新的质量损失方案,该方案通过 Vink & Gr\"afener 的与模型无关的过渡质量损失率,从光学薄 O 型星风切换到光学厚 Wolf-Rayet 型星风。我们检查了质量损失随光度质量比(L/M)和 Eddington 参数(Γe\Gamma_{\rm e})标度的 VMS 的温度演化,评估设定自由电子数的表面氢(H)丰度的相关性。我们给出了银河系和 LMC 金属丰度下的 VMS 模型网格,并将我们的温度预测与经验结果比较。具有陡峭 Γe\Gamma_{\rm e} 依赖的模型在 Hertzsprung-Russel(HR)图中以近恒定光度水平演化,需要在整个 VMS 质量范围内包层膨胀与增强质量损失之间微妙且不太可能的平衡。相比之下,具有陡峭 L/M 依赖质量损失的模型被证明在 HR 图中以近恒定 Teff 垂直演化,自然再现了观测到的狭窄温度范围,以及随金属丰度的正确趋势。这种光度急剧下降的 distinct 行为是一种自调节机制,在 HR 图演化中保持温度恒定。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.09125,
  title  = {Mass-loss implementation and temperature evolution of very massive stars},
  author = {Gautham N. Sabhahit and Jorick S. Vink and Erin R. Higgins and Andreas A. C. Sander},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.09125},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted for publication in MNRAS. 18 pages, 16 figures, 1 appendix