经典造父变星 Leavitt 定律金属丰度依赖性的恒星演化视角

金属丰度对造父变星 Leavitt 定律（LL）进而对 Hubble 常数的影响，一直是近期诸多争论的主题。本文基于使用 Geneva 模型和 SYCLIST 工具计算的合成造父变星种群，对金属丰度在造父变星 LL 上的效应进行了全面分析。我们针对代表太阳、LMC 和 SMC 的金属丰度（$Z \in [0.014, 0.006, 0.002]$），在 5-300 Myr 的年龄范围内计算了 296 个同龄种群。我们在 14 个光学至红外波段和 5 个无消光 Wesenheit 星等下计算了 LL。所有造父变星种群均考虑了自转速率和伴星的分布。我们表明，预测的种群与文献中的关键观测约束之间具有极好的一致性。我们的模拟预测了显著的 LL 斜率-金属丰度依赖性（$\beta_{\rm M} > 0$），使得在所有波长下，较低金属丰度的 LL 均更陡峭。重要的是，$\beta_{\rm M} \ne 0$ 意味着截距-金属丰度依赖性 $\alpha_{\rm M}$ 依赖于枢轴周期；这是一个此前未被考虑的问题。与文献中报告的各波段 $\alpha_{\rm M}$ 测量值进行比较，得到了与不同观测研究之间一致性水平相当的 acceptable agreement。这种不一致的波长依赖性和幅度表明其可能源于与消光相关的系统误差。相反，我们报告了我们的 $\alpha_{\rm M} = -0.20 \pm 0.03$ mag dex$^{-1}$ 与 SH0ES 距离阶梯在无消光 H 波段 Wesenheit 星等下确定的值（$-0.217 \pm 0.046$）之间极好的一致性，这是目前最严密且概念上最简单的经验约束。