低金属丰度下主序附近大质量恒星的光谱演化

我们展示了在 Z=1/5 Zsun 和 Z=1/30 Zsun、质量介于 15 至 150 Msun 的演化轨迹上计算的合成光谱与 SED。我们预测，在亚太阳金属丰度下，最质量大的恒星均作为 O2 矮星开始其演化。在更低金属丰度下，处于 O2V 阶段的生命周期比例增加。我们在 SMC 中预测的矮星与巨星分布准确再现了观测结果。超巨星出现在比我们预测略高的有效温度处。更质量的恒星在更靠近 ZAMS 处进入巨星和超巨星阶段，但不如太阳金属丰度下那么近。这是由于低金属丰度下恒星风减弱。我们质量高于约 60 Msun 的模型应表现为 O 和 B 星，而这些天体未被观测到，证实了近期文献中报道的趋势。在 Z=1/30 Zsun 下，矮星覆盖 MS 的更宽比例，且巨星和超巨星出现在比 Z=1/5 Zsun 更低的有效温度处。这些低金属丰度恒星的紫外光谱仅有弱的 P-Cygni 轮廓。在最质量大的模型中 HeII 1640 有时显示净发射，等效宽度达约 1.2 A。对于两组金属丰度，我们提供了 4500–8000 A 波长范围内的合成光谱。该范围将被 ELT 上的 HARMONI 和 MOSAICS 仪器覆盖，并将与在低消光本星系群星系中识别热大质量恒星相关。我们建议使用 HeI 7065 与 HeII 5412 的比值作为光谱型的诊断。我们表明该比值不依赖于金属丰度。最后，我们讨论模型的电离通量。单位面积氢电离通量与有效温度的关系仅弱依赖于金属丰度。HeI 和 HeII 与 H 电离通量的比值均依赖于金属丰度，尽管方式略有不同。