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星际风辐射图谱 I:质量损失率的当前不确定性

太阳与恒星天体物理 2026-01-06 v1

摘要

星际风是理解巨型恒星生命周期与死亡的主要不确定性来源。在该领域的不同研究中,针对恒星风的预设公式在物理假设与实际施行上差异巨大,成为模型间主要变异来源。本文系统分析了常用风预设公式所基于的物理假设,涵盖热星恒星的准双折射与准单折射风,以及冷巨星的风。我们的分析显示在所有体制下都存在显著差异:准单折射风的预测质量损失率相差超过一个数量级,而冷巨星的质量损失率差异可达几个数量级,甚至在赫姆斐斯-大卫森极限之外的外推体制中产生更宽广的不确定性。这些差异为 Wolf-Rayet (WR) 星的形成预测引入显著歧义,而一致性不足的过渡准则进一步加剧了这一问题。核心问题是“冷 Wolf-Rayet 问题”,即经典电子散射 Eddington 因子 (Γe\Gamma_{\rm e}) 在该温度体制下丧失物理一致性。由于该因子被广泛用于确定 WR 星的质量损失率,其失效迫使模型依赖不确定的外推与临时性修正。我们得出结论,主导性星际风不确定性源于星际风模型的物理假设与其适用恒星结构之间的错位。本框架阐明了当前理论性差异的来源,并识别了必须解决的关键物理瓶颈,以改进巨型恒星的质量损失建模。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.02263,
  title  = {The Stellar Winds Atlas I: Current uncertainties in mass-loss rates},
  author = {Amedeo Romagnolo and Floor S. Broekgaarden and Konstantinos Antoniadis and Alex C. Gormaz-Matamala},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02263},
  year   = {2026}
}

备注

Submitted to The Open Journal of Astrophysics. We welcome and encourage recommendations on stellar wind models to cite in Table 2, as long as they represent a different model from the others that are already shown