A 型星的自转速度 IV：自转速度的演化

在本系列的前几篇工作中，我们表明晚 B 型和早 A 型星具有真正的双峰自转速度分布，而晚 A 型星缺乏慢速自转者。表面角速度比 $\Omega/\Omega_\text{crit}$（$\Omega_\text{crit}$ 为临界角速度）的分布根据光谱型组别呈现出特殊形状，这可能是由演化特性引起的。我们的目标是作为恒星质量和年龄的函数，详细回顾这些自转速度分布的特性。我们收集了 2014 颗 B6 至 F2 型恒星的 $v \sin i$ 数据，并利用恒星演化模型确定了这些天体的质量和年龄。$(T_\text{eff}, \log L/L_\text{sun})$ 参数由 uvby-$\beta$ 测光和 HIPPARCOS 视差确定。速度分布显示出依赖于恒星质量的两种机制。质量小于 2.5 $M_\text{sun}$ 的恒星具有单峰赤道速度分布，并在主序 (MS) 阶段随年龄呈现单调加速。质量更大的恒星则具有双峰赤道速度分布。与理论预测相反，质量约为 1.7 $M_\text{sun}$ 至 3.2 $M_\text{sun}$ 的恒星在主序演化阶段的前三分之一经历强烈的加速，而在最后三分之一阶段，其演化大致如同外部恒星层中没有角动量重新分布一样。所研究的恒星在零龄主序 (ZAMS) 时未必是刚体自转者，但其总角动量低于刚体自转者的临界值。这些恒星似乎在整个主序寿命期间都作为较差自转者演化，观测到的自转速度变化具有特征时间尺度 $\delta(t)\sim 0.2 t_\text{MS}$，其中 $t_\text{MS}$ 是恒星在主序阶段度过的时间。