30 Dor 中最重恒星的物理与演化：质量损失、包层膨胀与可变的上限恒星质量
太阳与恒星天体物理
2021-03-03 v1
摘要
质量高达 80 Msun 的恒星级黑洞并合作为引力波辐射的强源被确认，引发了对最重恒星物理的日益关注。此类天体可能的最大前身星样本——质量高达 300 Msun 的极重恒星（VMS）——已在大麦哲伦云（LMC）的 30 Dor 恒星形成区中被确认。VMS 的物理与演化高度不确定，主要因其接近爱丁顿极限。本文中我们研究被认为发生在爱丁顿极限附近的两种最重要效应：通过光学厚风的增强质量损失，以及径向膨胀恒星包层的形成。我们计算了 LMC 金属丰度下 VMS 的演化模型，并对 30 Dor 中年轻恒星族进行种群合成。我们发现增强质量损失与包层膨胀对最重恒星的演化有主导性影响。尽管观测到的质量损失性质及相关的表面氦增丰可由我们的新模型很好描述，但观测到的 O 星质量损失率范围远大于理论预测，最年轻天体尤其具有特别低的质量损失率。此外，O 星区间的（自转）表面增丰似乎未被很好理解。最重恒星在赫罗图（HRD）中的位置受质量损失与包层膨胀影响。例如，30 Dor 中大多数明亮 B 型超巨星以及最高光度处此类天体的缺失，可通过包层膨胀与质量损失的组合来解释。最后，我们发现大 30 Dor 区推断的初始恒星质量上限显著低于其中心星团 R 136，意味着恒星质量的上限是可变的。
引用
@article{arxiv.2101.03837,
title = {Physics and evolution of the most massive stars in 30 Dor. Mass loss, envelope inflation, and a variable upper stellar mass limit},
author = {Götz Gräfener},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03837},
year = {2021}
}
备注
12 pages, 14 figures, accepted by A&A