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奥胡斯红巨星挑战 I:红巨星支阶段的恒星结构

太阳与恒星天体物理 2020-04-01 v1

摘要

(删节版)。我们介绍奥胡斯红巨星挑战,这是一系列在广泛使用的恒星演化与振荡代码之间进行的详细比较,旨在确定仅由数值实现引起的红巨星性质不确定性的最小水平。我们使用 9 个最先进的恒星演化代码,为计算定义了一组输入物理和物理常数,并将对流效率校准到主序上的特定点。我们针对 1.0 M_\odot、1.5 M_\odot、2.0 M_\odot 和 2.5 M_\odot 的质量,在红巨星支上沿固定半径产生演化轨迹和恒星结构模型,并比较预测的恒星性质。一旦模型在主序上完成校准,我们发现所有代码预测的有效温度残差散布在太阳半径处约为 20 K,在 RGB 上约为 30–40 K,与所考虑的恒星质量无关。预测的年龄显示出 2–5% 的变化(随恒星质量增加而增大),我们将其追溯为能量生成数值实现的差异。所考虑代码给出的 RGB 隆起光度散布约为 10%,这转化为光学 V 波段约 0.1 mag 的星等差异。我们还比较了预测的 [C/N] 丰度比,发现所有考虑的质量下散布为 0.1 dex 或更多。我们的比较表明,尽管使用相同的输入物理,红巨星支恒星的演化计算中仍存在百分之几水平的差异。这些差异主要源于能量生成例程和 opacity 插值的差异,并呼吁在将红巨星性质作为天体物理研究基准的背景下对这些问题进行进一步研究。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.04909,
  title  = {The Aarhus Red Giants Challenge I: Stellar structures in the red giant branch phase},
  author = {V. Silva Aguirre and J. Christensen-Dalsgaard and S. Cassisi and M. Miller Bertolami and A. M. Serenelli and D. Stello and A. Weiss and G. Angelou and C. Jiang and Y. Lebreton and F. Spada and E. P. Bellinger and S. Deheuvels and R. M. Ouazzani and A. Pietrinferni and J. R. Mosumgaard and R. H. D. Townsend and T. Battich and D. Bossini and T. Constantino and P. Eggenberger and S. Hekker and A. Mazumdar and A. Miglio and K. B. Nielsen and M. Salaris},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04909},
  year   = {2020}
}

备注

accepted for publication in Astronomy and Astrophysics