星震学解决蓝超巨星问题的潜力

尽管我们对大质量恒星的理解取得重大进展，观测与理论之间仍存在显著分歧。最值得注意的是大量恒星被观测到位于理论主序之外，该演化阶段预期寿命短因而种群稀疏。这就是“蓝超巨星问题”。具有异常内部结构的恒星模型可为此问题提供长寿命解：具有超大核的核氢燃烧恒星可解释较热者，具有偏小核的核氦燃烧恒星可解释较冷者。此类恒星可能源于单星中增强或受抑的混合，或更可能作为双星相互作用与恒星并合的产物。本文我们研究星震学揭示蓝超巨星本质的潜力。我们为上述情形构建恒星模型，并表明它们预测的 $g$ 模周期间距相差一个数量级：长寿命核 H 与 He 燃烧恒星分别为 $\sim$ 200 min 与 $\sim$ 20 min。对于快速穿越 Hertzsprung 空隙的 H 壳层燃烧恒星的经典情形，我们进一步预测高频模存在 $10^{-2}\,\mu\rm{Hz\,yr}^{-1}$ 量级的变化；若这些模可被识别，该效应原则上可从约 $5$ 年的星震监测中观测到。这提出了揭示蓝超巨星内部结构从而确定这些恒星是否确为双星并合产物的可能性。这些星震诊断可能通过正在进行的 TESS 任务与即将到来的 PLATO 任务的长时间序列观测测得，从而为解决蓝超巨星问题铺设道路。