主序星对亚恒星天体的吞食：锂元素何在？
太阳与恒星天体物理
2023-02-22 v2 地球与行星天体物理
摘要
在这项工作中，我们研究太阳类主序星（MS）对棕矮星（BD）的吞食是否能显著改变恒星的结构及其表面的锂含量。我们对质量分别为 0.01 和 0.019 Msun 的 BD 被一颗 1 Msun、太阳成分的 MS 星吞食进行了三维光滑粒子流体动力学模拟，分为三种情形：正碰、掠碰和并合。我们详细研究了相互作用的动力学，以及相互作用类型和 BD 质量对亚恒星天体最终命运和宿主恒星在系统质量损失、角动量转移及宿主星表面锂丰度变化方面的相关性。我们发现 BD 的大部分质量稀释于 MS 星较致密的区域。仅在并合情形下，有显著比例（40%）的 BD 物质保留在外层。我们发现相互作用后宿主星表面自转速度明显增大，介于 25 km/s（掠碰）到 50 km/s（并合）之间。我们还发现吞食导致系统显著的质量损失（1e-4 - 1e-3 Msun），在并合情形下可能形成星周盘状结构。假设宿主星对流包层的深度和物质质量在相互作用中均未改变，正碰和掠碰中表面锂丰度仅有微小变化。然而，在并合中我们发现锂大幅增丰，根据 BD 质量不同，增幅达 20-30 倍。若这些特征在宿主星上存续足够长时间，其中部分可被观测到。
引用
@article{arxiv.2210.17363,
title = {Sub-stellar engulfment by a main sequence star: where is the lithium?},
author = {Rubén M. Cabezón and Carlos Abia and Inma Domínguez and Domingo García-Senz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17363},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 16 figures, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics