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跨越质量-金属丰度平面的恒星中微子发射

太阳与恒星天体物理 2024-07-04 v1 高能天体物理现象

摘要

我们探究了非自转单星模型从中年零龄主序到最终归宿、跨越六种初始金属丰度与七十个初始质量的中微子发射。总体而言,在质量谱上,我们发现金属贫乏恒星模型相比金属丰富对应体往往具有更密、更热且质量更大的核、更低的外包层不透明度、更大的表面光度和有效温度。在质量-金属丰度平面上,我们确认序列(初始CNO → 14^{14}N → 22^{22}Ne → 25^{25}Mg → 26^{26}Al → 26^{26}Mg → 30^{30}P → 30^{30}Si)在演化不同阶段对中微子光度作出主要贡献。对低质量模型,我们发现氮闪与热脉冲演化阶段的中微子发射强烈依赖于初始金属丰度。对高质量模型,He核点燃与He壳层燃烧时的中微子发射强烈依赖于初始金属丰度。C、Ne与O燃烧期间的反中微子发射呈现强金属丰度依赖性,其中22^{22}Ne(α\alpha,nn)25^{25}Mg提供了供逆β衰变使用的大部分中子过剩。我们将恒星轨迹按初始质量函数与时间积分,以研究中微子来自简单恒星星族的发射。我们发现简单恒星星族的平均中微子发射为0.5–1.2 MeV电子中微子。较低金属丰度恒星星族产生略大的中微子光度与平均β衰变能量。本研究可为来自单个恒星与恒星星族的中微子探测器提供目标。我们提供了便捷的拟合公式,并开放了光子与中微子轨迹的访问以供更复杂的星族合成模型使用。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.13142,
  title  = {Stellar Neutrino Emission Across The Mass-Metallicity Plane},
  author = {Ebraheem Farag and F. X. Timmes and Morgan T. Chidester and Samalka Anandagoda and Dieter H. Hartmann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.13142},
  year   = {2024}
}

备注

37 pages, 23 figures, accepted for publication in ApJs