行星状星云的演化 VII. 对遥远恒星系统中行星状星云的模拟

借助流体动力学模型，我们首次研究了行星状星云的性质如何受其金属丰度的影响，以及从遥远恒星系统中空间未分辨的行星状星云光谱中能获取什么信息。我们计算了一系列新的一维辐射-流体动力学行星状星云模型序列，其中心星质量为0.595 M_sun，包围它们的初始包层结构仅在金属丰度上有所不同。在演化路径上的选定阶段，流体动力学项被关闭，使模型在固定的径向结构和辐射场下，弛豫至能量和电离的平衡态。对动力学模型和静态模型发射的线光谱的分析，使我们能够系统地研究流体动力学的影响随金属丰度和演化的变化。我们还重新计算了先前发表文章中已使用的选定序列，但现在采用了不同的金属丰度。这些序列用于研究行星状星云在接近行星状星云光度函数亮截断处的膨胀性质。我们的模拟表明，金属丰度强烈影响行星状星云的膨胀：金属丰度越低，星风气泡的压力越弱，但由于更高的电子温度，外壳的膨胀越快。这与相互作用星风模型（或其变体）的预测相矛盾，后者认为仅中心星星风负责驱动行星状星云的膨胀。围绕缓慢演化中心星的贫金属天体会变得非常稀薄，并容易偏离热平衡，因为此时绝热膨胀对气体冷却有贡献。