不同金属丰度环境中的剥离包层恒星 I. 演化阶段、分类与星族

通过双星相互作用或星风剥离氢包层的大质量恒星，若具有光学厚星风，可观测为 Wolf-Rayet 星，否则为透明星风剥离包层恒星。我们通过单氦星演化模型近似其演化，并在初始质量 1.5 至 70 M$_{\odot}$、金属丰度 0.01 至 0.04 范围内，计算了从氦核点燃至核坍缩的详细模型网格。在其整个生命周期中，部分恒星模型暴露出氦燃烧灰烬。我们提出，具有富氮包层的模型是 WN 星候选体，而在氦核燃烧期间具有富碳表面的模型是 WC 星候选体，此后为 WO 星候选体。我们测量了模型总寿命及各演化阶段持续时间对金属丰度的依赖关系。我们提出一种区分 Wolf-Rayet 星与透明星风剥离包层恒星的星风光学深度解析估计，并发现 WN、WC 和 WO 型星可能存在的光度范围强烈依赖于金属丰度。我们发现网格中所有富碳模型均具有光学厚星风，且与观测星族的光度分布相符。我们构建了星族模型，预测了透明星风剥离包层恒星与 Wolf-Rayet 星的数量，并推导了不同金属丰度下的数量比。我们发现随着金属丰度增加，透明星风剥离包层恒星数量减少而 Wolf-Rayet 星数量增加。在高金属丰度下 WC 和 WO 型星更为常见。我们将星族模型应用于邻近星系，发现星族对 Wolf-Rayet 星与透明星风氦星之间转变光度的敏感性高于对金属丰度依赖的质量损失率。