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M 矮星的盘后(或原初)自转角动量分布

太阳与恒星天体物理 2023-07-19 v2 地球与行星天体物理

摘要

我们研究了吸积盘对年轻 M 矮星角动量(AM)演化的影响、哪些参数支配盘相之后的 AM 分布,以及这是否会导致与质量无关的比角动量(SAM)分布。我们发现,在高于初始率 M˙crit108 M/yr\dot{M}_\mathrm{crit} \sim 10^{-8}~\mathrm{M_\odot/yr} 时,吸积会在盘寿命期间“抹去”M 矮星的初始 SAM,且恒星自转收敛于很大程度上独立于初始条件的 SAM 值。对于恒星质量 >0.3 M> 0.3~\mathrm{M_\odot},我们发现观测到的初始吸积率 M˙init\dot{M}_\mathrm{init}M˙crit\dot{M}_\mathrm{crit} 相当或超出之。此外,盘相后的恒星 SAM 随恒星磁场强度以幂律标度,指数为 1.1-1.1。对于更低恒星质量,M˙init\dot{M}_\mathrm{init} 预计小于 M˙crit\dot{M}_\mathrm{crit},且初始条件被印刻于盘相后的恒星 SAM 中。为解释观测到的与质量无关的 SAM 分布,对于 0.1~M\mathrm{M_\odot}(0.6~M\mathrm{M_\odot})恒星,恒星磁场强度须处于 20~G 至 500~G(700~G 至 1500~G)之间。这些数值与年轻 M 矮星的大尺度磁场观测相符,且恒星质量与磁场强度间的正关系符合一个理论驱动的标度关系。恒星 SAM、质量与磁场强度间的标度律对年轻恒星是自洽的,这些参数受观测约束。由于可用数据极为有限,我们主张应努力获取更多此类测量。我们的结果对恒星质量与磁场强度间的关系给出了新约束,并可用作未来恒星自转模型在盘相之后起步的初始条件。(有删节)

关键词

引用

@article{arxiv.2306.02657,
  title  = {The post-disk (or primordial) spin distribution of M dwarf stars},
  author = {L. Gehrig and E. Gaidos and M. Güdel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.02657},
  year   = {2023}
}

备注

accepted for publication in A&A