Feedback from Winds and Supernovae in Massive Stellar Clusters
我们模拟了大质量的恒星反馈的影响,通过风和SNE,不均匀的分子物质遗留下来的一个大规模的星团的形成。我们使用3D流体动力学模型与温度相关的平均粒子质量来模拟分离的分子,原子和电离相。我们发现风沿着低密度通道吹出分子团,并逐渐将密度较高的物质烧蚀到这些通道中。然而,稠密的分子气体令人惊讶地长寿,并且不会立即受到星团中第一颗恒星爆炸的影响。
2012-09-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Near-infrared spectroscopy of the massive stellar population of W51: evidence for multi-seeded star formation
恒星的形成、恒星反馈和云的性质之间的相互作用强烈地影响着巨分子云的恒星形成历史。大质量恒星的形成导致了各种各样的星团,从低密度的OB星协到高密度的、受引力束缚的星爆星团。我们的目标是确定大质量恒星的内容和重建W51巨分子云的恒星形成历史。我们对W51中的大质量恒星进行了近红外成像和K波段光谱分析。我们用色星等图和色色图分析了恒星星族,并将光谱鉴定的恒星的性质与恒星演化模型进行了比较。我们得出了W51中不同子星系团的年龄,并根据我们的光谱得出了W51的年龄为300万年或更少。天鹅座P星LS 1的年龄和两个仍在形成的原星系团的存在表明,W51的恒星形成历史比单一的爆发更复杂。我们没有发现触发恒星形成的证据,我们得出结论,W51的恒星形成是多种子的。我们最终得出结论,W51是一个OB协会,其中不同的子集群形成了至少3-5万年的时间跨度。
2019-02-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Evolution and Properties of Rotating Massive Star Populations
我们研究了大质量(>10 Msun),旋转,单星恒星星族的各种初始旋转速率(v/vcrit=0.0,0.2,0.4,0.5,和0.6)的综合性能。我们耦合新的MESA等时线和恒星轨迹(MIST)模型的灵活的恒星星族合成(FSPS)包,扩展恒星星族合成模型,包括非常大质量的恒星(>100 Msun),这可能是显着的第一个~4万年后的星暴的贡献。这些模型预测的电离光度与最近对年轻核星团的观测结果一致。我们还构造了假设初始自转速率分布的复合恒星星族。即使在低金属丰度的环境中,旋转有一个显着的大质量恒星的演化的影响,我们发现,恒星星族模型需要一个显着的贡献,从快速旋转(v/vcrit>0.4)的恒星,以维持生产电离光子超过几个百万年后的星暴。这些结果对大质量恒星的宇宙再电离和解释高红移恒星形成星系中的星云发射线具有潜在的重要意义。
2017-02-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical abundances of multiple stellar populations in massive globular clusters
银河系球状星团中的多个恒星星族表现出很大的多样性。虽然轻元素(包括He)的化学丰度变化是普遍存在的,但这些变化的数量在不同的球状星团中是不同的。在一些球状星团中已经发现了具有明显的Fe、C+N+O和慢中子俘获元素的恒星星族,其数量可能会增加。所有这些化学特征都对应于特定的光度模式。我回顾了球状星团中多个恒星星族的化学+光度特征,并讨论了如何解释数据越来越具有挑战性。非常令人兴奋的是,球状星团的起源和演化是一个复杂的难题。
2015-11-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Stromlo Stellar Tracks: non-solar scaled abundances for massive stars
我们提出的Stromlo恒星轨道,一组恒星演化轨迹,计算通过修改模块的恒星天体物理学实验(MESA)的一维恒星演化包,以适应银河系和谐丰度热($T > 8000$ K)大质量($\geq 10M_\odot$)主序星(MS)。到目前为止,所有的恒星演化轨迹都是在太阳、标度太阳或α元素增强丰度下计算的,这些模型都不能正确地代表不同金属丰度下的银河系和谐丰度。本文首次将银河系一致性丰度应用于恒星演化模型。Stromlo轨迹覆盖了大质量恒星($10\leq M/M_\odot \leq 300$),它们具有不同的自转($v/v_{\rm crit} = 0.0, 0.2, 0.4$)和精细采样的金属丰度网格($-2.0 \leq {\rm [Z/H]} \leq +0.5$ ; $Δ{\rm [Z/H]} = 0.1$),它们从主序前演化到$^{12}$碳燃烧结束。我们发现,银河系和谐丰度的实施是至关重要的主序星,大质量的热恒星的演化,以估计准确的恒星输出(L,T $_{\rm eff}$,$g$),这反过来,有一个显着的影响,确定电离光子光度预算。我们还支持先前的研究结果的重要性,旋转大质量恒星的演化和电离预算。我们的银河系和谐丰度标度的演变轨迹提供了一个更具经验性的方法比简单的均匀丰度标度与金属丰度的分析HII地区,并在确定星云发射线和金属丰度有相当大的影响。因此,完善现有的恒星演化…
2021-02-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of globular clusters with multiple stellar populations from massive gas clumps in high-z gas-rich dwarf galaxies
对于具有多个恒星星族的球状星团(GC)的形成,目前最受欢迎的方案之一是,最初的大质量恒星系统形成(“第一代”,FG),随后产生气态喷出物,这些喷出物转化为第二代恒星(SG),形成GC。我们调查,第一次,FG和SG星的顺序形成过程中的恒星形成的大质量气体团在富含气体的矮盘星系。我们采用一种新的方法来解决矮星系流体动力学模拟中GCs形成的两阶段问题,即当新恒星进入渐近巨星分支(AGB)阶段时,在每个新恒星粒子周围产生质量远小于母恒星粒子的新气体粒子.此外,对AGB气体粒子采用了更细的最大时间步长(<10^5 yr)和更小的软化长度(<2 pc),以更好地解决AGB星的气体喷射和AGB反馈效应。因此,次级恒星的形成从AGB喷出物可以适当地研究在星系尺度的模拟。FG恒星系统可以首先从一个巨大的气体团形成,由于其宿主富含气体的矮星系内的引力不稳定性。最初FG恒星系统不是一个单一的大质量星团,而是由几个总质量大于10^6 Msun的不规则恒星团(或丝状体)组成。当FG系统动态松弛时,来自AGB星的气态喷出物可以被FG系统引力捕获,随后转化为新的恒星,在FG系统内形成紧凑的SG恒星系统。有趣的是,大约40%的AGB喷出物来自不属于FG系统的恒星(“外部气体吸积”)。SG恒星系统的质量-密度关系可以近似为rho_SG ~ M_SG ^[1.5]。
2018-07-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Massive stars: stellar models and stellar yields, impact on Galactic Archaeology
大质量恒星的物理学(至少)依赖于对流、恒星风造成的质量损失、旋转、磁场和多重性。我们简要讨论了前三个过程对恒星产额的影响,试图为未来的工作确定一些指导方针。
2017-11-13 astro-ph.SR
Young Stellar Groups and Their Most Massive Stars
我们分析了金牛座,Lupus3,ChaI和IC348中14个年轻恒星群的质量和空间分布。这些邻近的星系群通常包含20到40个成员,其成员星表完整到约0.02 M_sun,并且足够年轻,它们的位置应该与它们形成的地方相似。这些群体显示了在拥有更多恒星和更大表面密度恒星的星团中看到的五种特性:(1)质量范围很广,(2)质量最大的恒星集中在恒星群的中心,(3)质量最大的恒星与低质量恒星的高表面密度相关联,(4)最大质量恒星的质量与恒星群总质量的相关性,(5)大部分质量分布在一小部分恒星中。
2010-11-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
The burst mode of accretion in massive star formation with stellar inertia
大质量恒星形成过程中的吸积爆发模式是一种将母恒星前核的初始引力坍缩与其引力不稳定盘的性质以及吸积驱动的爆发联系起来的情景。在这项研究中,我们提出了一系列高分辨率的3D辐射流体动力学数值模拟的年轻大质量恒星形成的坍缩100钼分子核旋转的几个值的旋转与引力的能量比β =5%-9%。这些模型包括了由圆盘不对称引起的间接引力势。我们发现,这修改了光盘的重心,造成显着的中心恒星的位置,我们称之为恒星摆动的偏移。恒星的摆动减缓并延长了盘中引力不稳定性的发展,减少了年轻大质量恒星所经历的吸积驱动的爆发的数量和幅度,其性质与大质量原恒星M17 MIR监测到的爆发非常一致。因此,包括恒星摆动对于精确模拟盘结构是重要的。毫米波段的合成ALMA干涉图像显示,只要盘足够老并且已经进入吸积的爆发模式,就可以检测到有效引力不稳定性的结果,如螺旋臂和气体团块。
2022-10-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
First Spectroscopic Identification of Massive Young Stellar Objects in the Galactic Center
我们报告的几个分子气相和冰吸收功能的检测在三个光度选择的年轻恒星对象(YSO)的候选人在中央280 pc的银河系。我们的光谱,获得与斯皮策太空望远镜上的红外光谱仪(IRS),揭示了气相吸收的CO2(15.0微米),C2H2(13.7微米)和HCN(14.0微米)。我们将这种吸收归因于大规模YSO中的温暖致密气体。我们还检测到强和广泛的15微米CO2冰吸收功能,具有显着的双峰结构。突出的长波长峰值是由于富含CH 3OH的冰粒,与其他已知的大质量YSO中发现的相似。我们的IRS观测证明了这些天体的年轻,并提供了银河系中心大规模YSO的第一个光谱鉴定。
2009-07-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Massive Young Stellar Objects and Outflow in the Infrared-Dark Cloud G79.3+0.3
G79.3+0.3是天鹅座-X复合体中的一个红外暗云,是大量深埋年轻恒星天体(YSO)的家园。我们已经产生了一个亚毫米阵列(SMA)的1.3毫米连续图像和$^{12}$ CO线地图的东段G79.3+0.3,我们发现五个独立的YSO。我们已经估计了这五个YSO和其他在G79.3+0.3附近的物理参数,通过将斯皮策,赫歇尔和地面望远镜的现有光度学拟合到光谱能量分布模型。通过这些模型拟合,我们发现在SMA 1.3 mm连续发射中看到的最大质量的YSO具有在$5 - 6M_{sun}$范围内的质量。其中一个SMA源被观测到为一个巨大的平行$^{12}$ CO流出提供动力,从原恒星向两个方向延伸至少0.94秒差距,总质量为0.83 $M_{sun}$,动力学时标为23 kyr。
2019-04-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Massive Star is Born: How Feedback from Stellar Winds, Radiation Pressure, and Collimated Outflows Limits Accretion onto Massive Stars
大质量的原恒星获得高光度,因为它们正在积极地吸积,并且施加在恒星大气层中的气体上的辐射压力可能会发射各向同性的高速风。这些风将与周围的气体碰撞,产生激波加热($T\sim 10^7$ K)的稀薄气体,这些气体会膨胀并推动可能会被吸积的稠密气体。我们提出了一套三维辐射磁流体动力学模拟的大规模星前核心的崩溃,包括辐射反馈的恒星和尘埃再处理的辐射场,准直外流,并首次,各向同性恒星风模型如何影响这些过程的形成大质量恒星。我们发现,风最初推出时,大规模的原恒星仍在吸积和它的风的性质演变的原恒星合同的主序星。风反馈驱动非对称绝热风泡,具有双极形态,因为致密的星周物质挤压热冲击加热气体的膨胀。我们称之为“风洞效应。“如果核心被磁化,风反馈在最初驱动绝热风气泡时效率较低,因为磁张力会延迟它们的生长。我们发现,风反馈最终淬灭吸积到$\sim$ 30 $\rm{M_{\rm \odot}}$原恒星,形成从这里模拟的孤立的核心崩溃。因此,我们的研究结果表明,$\gtrsim$ 30 $\rm{M_{\rm \odot}}$恒星可能需要更大规模的动态流入,从他们的主机云,以克服风的反馈。此外,我们讨论了观察绝热风气泡与\textit{Chandra}的影响,而大质量的原恒星仍然高度嵌入。
2022-11-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
The effects of stellar winds of fast-rotating massive stars in the earliest phases of the chemical enrichment of the Galaxy
我们使用不断增长的数据集非常贫金属的恒星,研究快速旋转的大质量恒星的恒星风对早期银河系的化学富集的影响。我们用一个星系晕的非均匀化学演化模型来预测C/O和N/O的平均趋势和离散度。在一组模型中,我们假设大质量恒星在恒星风和超新星阶段都富集了星际介质。在第二组中,我们认为在最早的阶段(Z <10^-8),质量大于40 Msun的恒星只会通过恒星风富集星际介质,直接坍缩成黑洞。我们预测一个更大的分散在C/O和N/O比在低金属丰度时,允许更大质量的快速旋转的恒星,以促进化学富集只有通过恒星风。后一种假设,结合在原始星系晕中恒星形成过程的随机性,可以解释在正常的非常贫金属恒星中观察到的N/O和C/O比值的广泛分布。对于化学元素的恒星产量,强烈依赖于初始质量(和旋转),如C,N,和中子捕获元素,在大质量恒星的范围内,一个大的散射,预计一旦考虑到早期星际介质的随机富集。我们还发现,恒星风的快速旋转混合星际介质气体是不足以解释大CNO增强发现在大多数的碳增强非常金属贫星。特别是,这是迄今为止已知的最贫金属恒星HE 1327-2326的情况下,我们的模型预测较低的N增强比观察时,假设恒星风和星际介质的混合物。我们认为这些碳增强的贫金属恒星是由几乎纯的恒星风物质形成的,没有被原始的星际介质稀释。
2010-04-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
H2O masers in a jet-driven bowshock: Episodic ejection from a massive young stellar object
本文报道了用VERA多历元VLBI 22 GHz水脉泽对S255恒星形成区内的大质量年轻天体S255 IR-SMA 1的观测结果。根据年视差,测得源距离为D = 1.78 +-0.12 kpc,源系统运动为(u α cos d,ud)=(-0.13 +-0.20,-0.06 +-0.27)mas yr-1。脉泽出现跟踪一个U形的弓形激波的形态和自行很好地再现了射流驱动的外流模型,射流半径约为6 AU。脉泽数据,在文献中的其他作品的背景下,揭示了从S255 IR-SMA 1的喷射是情节性的,操作的时间尺度为~1000年。
2016-04-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Stellar initial mass function variation in massive early-type galaxies: the potential role of the deuterium abundance
观测到的恒星初始质量函数(IMF)似乎各不相同,在最大质量、富含金属的早型星系中心变得底部重。目前还不清楚是什么物理过程可能导致这种IMF变化。在本文中,我们证明了形成恒星的诞生云中氘的丰度可能是重要的,在设置IMF。我们使用模型的光盘吸积到低质量的原恒星,以表明那些形成贫氘气体预计将有零年龄的主要序列质量显着低于那些形成原始(高氘分数)的材料。在我们的简单模型中,这种氘丰度效应取决于恒星质量,因此所产生的IMF将变得底部重-正如观测所见。恒星的质量损失是完全不含氘的,在整个宇宙时间内为恒星形成提供燃料是很重要的。使用EAGLE模拟,我们表明,恒星质量损失引起的氘的变化是最强的IMF的变化被观察到的相同地区:在最大的,金属丰富的,被动星系的中心。虽然我们的分析不能证明氘丰度是观测到的IMF变化的根本原因,但它为未来研究这种可能性的理论和观测尝试奠定了基础。
2020-09-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
The influence of stellar-dynamical ejections and collisions on the relation between the maximum-star and star-cluster-mass
我们进行了目前最大的一组直接N体计算的年轻星团模型的动力学影响,特别是通过最大质量的恒星在集群中的喷射,对当前的最大恒星质量和星团质量之间的关系。我们改变了几个初始参数,如初始半质量半径的集群,初始的二元分数,和初始质量偏析的程度。为了使大质量双星的初始条件更符合实际,采用了两种不同的配对方法来构造大质量双星。我们发现,较低质量的星团(<= 10^2.5 Msun)不会射出它们最重的恒星。在大质量星团(>= 1000 Msun)的情况下,如果星团的初始半质量半径r_0.5,>= 0.8 pc,那么无论初始条件如何,在300万年内没有质量最大的恒星逃离星团。然而,一些最初较小的星团(r_0.5 = 0.3 pc),具有较高的密度,在300万年内喷射出最大质量的恒星。如果星系团形成时尺寸紧凑,并且它们的大质量恒星诞生在质量比偏向于1的双星系统中,由于最初质量最大的恒星的抛射,星团中质量最大的恒星的质量发生变化的概率可以高达20%。当星团相对密集时,恒星碰撞会增加大量星团中的最大恒星质量(M_ecl >= 10^3 Msun和r_0.5 = 0.3 pc)和富含二进制。总的来说,我们得出结论,动力学效应几乎没有影响观测的最大恒星质量的集群质量关系。
2012-04-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Line-driven ablation of circumstellar discs: IV. The role of disc ablation in massive star formation and its contribution to the stellar upper mass limit
来自发光的大质量恒星在形成过程中的辐射反馈是减缓恒星物体吸积的关键过程。在本系列的前几篇文章中,我们展示了这种反馈的一种形式是紫外线驱动的圆盘烧蚀。在这项研究的基础上,我们现在将这种效应的强度限制在适合形成大质量恒星的恒星和盘属性的参数范围内。模拟结果表明,烧蚀率强烈依赖于恒星参数,但这种依赖性可以参数化为一个几乎恒定的,固定的增强风的质量损失率,使我们能够预测光盘烧蚀率的大规模(原)恒星作为恒星质量和金属丰度的函数。通过比较预测的吸积率,我们得出结论,烧蚀是一个很强的反馈效应非常大的(原)恒星,应考虑在未来的研究中的大质量恒星的形成。
2018-11-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Tying the geometrical traits of massive young stellar objects and their discs to a potential evolutionary sequence using infrared observations
年轻的大质量恒星从局部到星系尺度影响着它们的周围环境,但直到最近十年,与它们的距离和嵌入性质相关的观测挑战使得对这些物体的高分辨率研究变得困难。特别是,目前缺乏对大质量年轻恒星天体(MYSO)盘的比较分析,我们对它们演化的理解也很有限。在这里,我们结合了两项研究的结果,目的是属性的几何特征的进化序列的样本7 MYSO。时间演化是基于近红外光谱特征,而几何形状是从多尺度研究MYSO确定的。我们发现,MYSO光盘与确定的几何子结构变成光谱也更进化。这意味着,光盘的演变和分散发生在MYSO,类似于低质量的YSO光盘的演变,尽管他们更快的形成时间尺度。
2021-08-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Infrared Massive Stellar Content of M83
我们提出了一个档案斯皮策图像和新的地面和哈勃太空望远镜(HST)的近红外(IR)和光学图像的M83领域的识别稀有,尘埃,进化的大质量恒星的目标进行分析。我们目前的点源目录包括3778个对象从$Spitzer$红外阵列相机(IRAC)波段1(3.6 $μ$ m)和波段2(4.5 $μ$ m),975个对象中确定的麦哲伦6.5米四星近红外$J$和$K_{\rm s}$图像。一个坐标匹配的近红外和中红外点源的组合目录在M83的领域中产生了221个物体。使用这种测光,我们确定185大规模的演变恒星候选人的基础上,他们的位置在颜色-星等和颜色-颜色图。我们估计我们的恒星候选名单的背景污染,并进一步分类的基础上,它们的外观在$HST$宽视场相机3(WFC 3)的观测M83的候选人。我们发现了49个强有力的候选者,大质量恒星是非常有前途的光谱后续对象。根据它们在$B-V$与$V-I$图中的位置,我们预计至少有24颗,或大约50%的,被证实是红超巨星。
2015-03-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Bonn Optimized Stellar Tracks (BoOST). Simulated Populations of Massive and Very Massive Stars for Astrophysical Applications
大质量和超大质量恒星可以通过喷射强烈的恒星风和能量爆炸现象在恒星星族中发挥重要作用。因此,必须在合成模型种群中适当考虑它们的行为。我们提出了9个网格的恒星演化模型序列,连同精细解决插值序列和合成人口,恒星9-500 Msun和金属丰度范围从银河系金属丰度下降到1/250 Zsun。恒星模型计算波恩进化代码一致的物理成分,并涵盖核心氢和核心氦燃烧阶段。插值和人口合成进行了我们新开发的例行'synStars'。八个网格代表缓慢旋转的大质量恒星,具有正常或经典的演化路径,而一个网格代表快速旋转,化学均匀演化的模型。网格包含恒星风特性的数据,如估计的风速和风的动能,以及常见的恒星参数,如质量、半径、表面温度、光度、质量损失率和34种同位素的表面丰度。我们还提供了氦和碳氧核心质量的估计,用于计算恒星残骸的质量。波恩优化恒星轨迹(BoOST)项目以简单的表格形式发布,其中包括恒星模型,内插轨迹和合成种群。BooST涵盖了迄今为止任何已发表的大质量恒星演化模型中最广泛的质量和金属丰度范围,是进一步科学应用的理想选择,例如在低和高红移星系中进行恒星形成研究。
2021-12-28 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Infrared interferometry of massive young stellar objects
我们讨论VLTI琥珀色和UBER干涉测量,除了单碟斯巴鲁观测大规模的年轻恒星物体。观测探测了10到1000 AU之间的线性尺寸尺度,以确定我们源的平均距离。
2009-05-05 astro-ph.SR
Radiation-driven winds of hot luminous stars. XVI. Expanding atmospheres of massive and very massive stars and the evolution of dense stellar clusters
背景:星暴,特别是它们的大质量恒星,在星系的演化中起着至关重要的作用。大质量恒星的恒星风不仅会显著影响其周围环境,而且质量损失也会深刻影响恒星本身的演化。除了每颗恒星的演化,大质量星暴星团的致密核心的演化也受到N体相互作用的影响,而通过合并形成的超大质量恒星可能对星团的演化具有决定性的影响。目的:介绍一种带风的O型恒星大气的先进诊断方法,包括评估丰度、恒星和风参数测定的准确性。研究方法:我们结合一致的模型,详细的恒星演化计算大质量和非常大质量的单星膨胀的大气层致密的星团的演变。要准确预测超大质量恒星的质量损失率,需要对膨胀大气中的统计平衡、流体动力学和辐射过程进行高度一致的处理。结果如下:我们提出了计算质量损失率,终端风速,和光谱能量分布的大质量和非常大质量的恒星不同的金属丰度,从大气模型计算的一致性提高了水平。结论:使用我们计算的质量损失率进行的恒星演化计算表明,低金属丰度的超大质量恒星只损失了非常少量的质量,这使得超大质量的第三星族恒星不太可能导致星际介质中显著的氦富集。太阳金属丰度的恒星有较高的质量损失率,但这些损失率并不高到足以排除在密集星团中合并形成的超大质量恒星,这些恒星的质量足以形成中等质量的黑洞。
2011-11-24 astro-ph.SR
Infrared interferometry and the study of massive young stellar objects
介绍了红外干涉测量的理论和实践方面的大质量年轻恒星物体的研究的背景下。基本的干涉概念,以及可观察的数量和它们的使用,提出。讨论了大质量年轻恒星天体干涉研究的最新进展。
2014-02-14 astro-ph.IM astro-ph.SR
Synthetic clusters of massive stars to test stellar evolution models
在过去几年中,日内瓦恒星演化小组发布了新的恒星模型网格,包括旋转效应和更新的物理输入(Ekström等人,2012; Georgy等人,2013 a,b)。为了便于比较恒星演化计算结果和观测结果,开发了一个专用工具:Syclist工具箱(Georgy等人,2014年)。它允许计算插值恒星模型,等时线,合成集群,并模拟时间演化的恒星星族。
2015-09-09 astro-ph.SR
The evolution of massive binaries in a dense stellar cluster environment
大质量恒星是宇宙中最重要的天体之一,许多(大多数?)它们都是以二进制的形式形成的。最近的两篇综述论文总结了一些观测和理论事实,说明了双星的重要性以及星团中大质量和超大质量恒星的演化,特别强调了大质量双星的重要性(Vanbeveren,2009,2010)。本文件可视为这两项审查的增编。
2010-10-15 astro-ph.SR
A Comparison of Rotating and Binary Stellar Evolution Models: Effects on Massive Star Populations
旋转和与双星伴星的相互作用都可以显着影响大质量恒星的演化,改变内部和表面的丰度,质量损失率和机制,观测到的温度和光度,以及它们最终的核心坍缩命运。Geneva和BPASS恒星演化代码分别包括旋转和双星演化效应的详细处理,并可以说明这些现象对大质量恒星和恒星星族的影响。然而,如果我们希望使用这两种广泛使用的代码来解释观测结果,那么直接比较它们是至关重要的。特别是,旋转和双星模型将预测不同的年轻恒星星族,影响恒星星族合成(SPS)的输出和基于常用工具(如恒星计数比)对大质量恒星样本的解释。在这里,我们比较了日内瓦和BPASS演化模型,使用我们以前的工作中引入的内插SPS方案和一种新的贝叶斯框架,提出了第一次深入的直接比较大规模的恒星星族产生的单,旋转和二进制非旋转演化模型。我们计算两个模型的预测值的恒星计数比,并比较结果的观测大质量恒星的Westerlund 1,$h + χ$英仙座,麦哲伦云。我们还考虑了观测和模型的局限性,以及如何在SPS模型中定量地包含观测完整性限制。我们证明,这里提出的方法,当与强大的恒星演化模型相结合,提供了一个潜在的手段,估计大质量恒星在大恒星星族的物理性质。
2020-04-27 astro-ph.SR
Multiple stellar generations in massive star forming complexes
大质量恒星的形成是恒星演化中的一个突出问题。然而,预计它们(主要)出生在大质量年轻星团内的等级环境中,而这些星团又位于更大的恒星形成复合体中,这些复合体反映了出生分子云的基本结构。这些地区的初步观测表明,多代恒星和原恒星存在,需要一个多波长的方法来产生一个完整的(原)恒星普查,在这方面的贡献,我们提供了一个概述,只是这样的观测方法银河系的例子,重点放在G305复杂。
2010-12-15 astro-ph.SR
The evolution of magnetic hot massive stars: Implementation of the quantitative influence of surface magnetic fields in modern models of stellar evolution
大规模的偶极表面磁场已被发现在一小部分OB星,但只有少数的大质量恒星的恒星演化模型已经考虑到这些化石场的影响。我们正在进行一维流体动力学模型计算,考虑到以简化的参数方式的磁层风相互作用的演变后果。考虑两种效应:i)由于质量损失猝灭,整体质量损失率降低,以及ii)由于磁制动,表面角动量损失增强。由于磁质量损失淬灭的结果,磁性大质量恒星的质量仍然接近它们的初始质量。因此,磁性大质量恒星--即使在银河系的金属丰度下--也有可能成为“重”恒星质量黑洞的祖先。同样,在银河系金属丰度下,对不稳定超新星的形成似乎有磁性的祖先。
2017-02-15 astro-ph.SR
A VLT/FLAMES survey for massive binaries in Westerlund 1. III. The WC9d binary W239 and implications for massive stellar evolution
越来越多的证据表明,处理OB星之间的双星是必不可少的恒星演化的完整理论。然而,大质量恒星的双星性质-频率,质量比和轨道分离-仍然受到很大的限制。为了解决这一缺点,我们进行了多历元光谱研究的恒星星族的年轻大质量集群韦斯特隆德1。在本文中,我们提出了一个调查的性质的尘埃沃尔夫-拉叶星和候选的二进制W239。我们确定的轨道周期只有5.05天-使其成为迄今为止最紧凑的WC双星之一-而我们解释了2004年至2006年之间的一个显着的近红外耀斑作为系统中第三个大质量恒星组成部分在一个广泛的偏心轨道的证据。在每一个时代的热尘埃的近红外过剩特性的存在是一致的期望,持久的尘埃形成WC星的子集是短周期的双星。与以前的结果相结合,同时存在的短周期沃尔夫-拉叶双星和冷超巨星内Wd 1提供了令人信服的证据,分叉后主序星演化的大质量恒星由于双星。短周期O+OB双星将直接演化到沃尔夫-拉叶相,这可能是由于双星介导的质量损失事件,也可能是通过化学均匀演化。相反地,长周期双星和单星则会在HR图上通过冷超巨星相形成一个红色环。未来对Wd 1的完整光谱数据集的分析将限制经历每种路径的大质量恒星的比例,从而量化双星在大质量恒星演化中的重要性,直到超新星和由此产生的相对论遗迹和X射线双星。[删节]
2011-05-04 astro-ph.SR
Interferometry of Massive Stars: Multiplicity, Magnetism, and Stellar Winds
本文综述了恒星干涉测量在多普勒效应、磁性及恒星风研究方面的最新进展。
2025-11-29 astro-ph.IM astro-ph.SR
Stellar evolution of massive stars with a radiative alpha-omega dynamo
恒星辐射带中旋转驱动发电机的模型表明,角动量和化学成分的磁流体动力学输运可以主导其他纯流体动力学过程。因此,必须适当考虑旋转和磁场之间的相互作用。以前的研究集中在一个磁模型,其中的磁场强度是作为一个函数的恒星结构和角动量分布。我们已经适应了我们的一维恒星旋转代码,玫瑰色,模型的极向和环向磁场强度与时间相关的对流扩散方程耦合到方程的角动量分布和恒星结构的演变。这就产生了一个更完整的,尽管仍然相当简单的磁场演化模型。我们的模型再现了观测到的大麦云星云中大质量恒星表面氮的富集。特别是,它再现了一群缓慢旋转的富氮恒星,这些恒星不能单独用旋转混合来解释。该模型进一步预测了发电机驱动场的强质量依赖性。在临界质量以上,磁发电机的强度突然下降,因此我们预测,质量较大的恒星比质量较小的恒星更不可能支持发电机驱动的场。
2012-05-29 astro-ph.SR
On the formation of exotic, massive, stellar-remnant black holes at solar and sub-solar metallicities through evolution of massive binaries
最近关于银河系分离双星LB-1中存在70 M太阳黑洞(BH)的推断引发了跨学科的争论,因为如此大质量的恒星残骸远远超出了恒星演化理论的预期,特别是在像银河系这样的富集环境中。本研究的重点是通过大质量双星的演化,探讨太阳和类球状星团(GC)中超大质量黑洞形成的可能性。人口合成的方法是利用最近更新的疯牛病计划。在太阳的金属丰度下,只有当大部分(> 70%)的物质被允许吸积到低质量黑洞上,才能形成质量在50 M_sun-80 M_sun之间的黑洞,即黑洞-恒星合并产物(“黑洞索恩-齐特科夫天体”; BH-TZO)。类似GC的金属丰度对应物可以达到100 M_sun。虽然吸积后的黑洞一般可以被认为是高自旋参数的,但在BH-TZO的情况下,它们可能是低自旋的。这方面的自旋仍然是推测性的,在这项工作中,值得详细的流体动力学研究。
2019-12-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Massive stellar models: rotational evolution, metallicity effects
Be星的现象与快速旋转有关,尽管这种快速旋转的原因尚未明确。综述了快速自转对恒星结构的基本影响:扁率、混合、各向异性风。一个单一的明星(运输机制和质量损失)的赤道速度的演变过程,以及它们的金属依赖。将理论结果与银河系和麦哲伦云中B星和Be星的观测结果进行了比较。
2010-10-19 astro-ph.SR
Probing discs around massive young stellar objects with CO first overtone emission
我们提出了高分辨率(R~ 50,000)光谱天体测量的一个样本的7个中等/大质量的年轻恒星天体的CO 1泛音带头。这些主要是从红色MSX源(RMS)调查中得出的,这是对年轻大质量恒星的系统搜索,已经返回了大量精心挑选的此类天体样本。样本的平均光度约为10^4 L_ \odot的5倍,表明这些天体的质量通常约为15个太阳质量。我们适合所观察到的带头配置文件与一个模型的拱盘,并找到良好的协议之间的模型和观测,但一个对象。我们比较高的角度精度(0.2-0.8质量)光谱天文数据的空间分布的最佳拟合模型中的发射材料。没有检测到光盘的空间特征,这与最佳拟合模型的性质完全一致。因此,观测结果表明,大质量年轻恒星天体的CO带头发射起源于小尺度盘,与以前的工作一致。这提供了进一步的证据,表明大质量恒星是通过盘吸积形成的,正如最近的模拟所建议的那样。
2010-07-19 astro-ph.SR
Massive stellar triples on the edge: A numerical study of the evolution and final outcomes of destabilized massive triples
本研究使用TRES和N-body代码模拟大质量三合星系统演化,发现约35-40%的不稳定系统发生碰撞,31-40%抛射星体,约2%的大质量三合星受三体不稳定性影响。
2024-08-20 astro-ph.SR
Stellar models and isochrones from low-mass to massive stars including pre-main sequence phase with accretion
恒星模型网格是导出星团,特别是拥有大质量恒星的年轻星团的性质,以及提供各种质量范围内恒星形成过程的信息的有用工具。由于它们的演化时间尺度很短,大质量恒星结束了它们的生命,而它们的低质量兄弟姐妹仍然处于主序前(pre-MS)阶段。因此,年轻星团的研究需要对恒星演化的所有阶段进行一致的考虑。但是,尽管在文献中有大量的网格,一个网格占前MS吸积阶段后MS阶段在整个恒星质量范围内的演变仍然缺乏。我们建立了一个太阳金属丰度为0.8 $M_\odot$到120 $M_\odot$的恒星模型网格,包括前MS阶段的吸积。我们使用{ \sc genec}代码在这个质量范围内运行恒星模型。吸积定律的选择,以配合前MS对象的赫兹-罗素图上的观察。我们描述了我们的模型的演化轨迹和等时线。网格连接到以前的MS和MS后网格计算相同的数值方法和物理假设,这提供了最广泛的网格的质量和年龄的日期。我们的模型和相应的等时线的数值表可在线获得。
2019-03-25 astro-ph.SR
The interactions of winds from massive young stellar objects
大质量的年轻恒星物体所拥有的超音速恒星风和盘风,当它们与预先存在的双极空腔(由早期喷流活动产生)碰撞时,会产生激波。激波加热的气体发出的热X射线可以被钱德拉X射线天文台等星载天文台观测到。流体动力学模型用于探讨风腔相互作用。对模拟输出进行辐射转移计算,以产生合成X射线观测结果,从而通过与观测结果的比较对模型参数进行约束。该模型揭示了流入和流出物质之间复杂的相互作用,并成功地再现了从大质量年轻恒星物体中观察到的X射线计数率。
2010-11-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
A magnetic massive star has experienced a stellar merger
针对大质量恒星磁场起源的争议,研究通过多历元观测分析HD 148937双星系统,发现单颗磁星更年轻且周围有双极星云,证实恒星并合可产生大质量磁星,为其磁场起源提供观测证据。
2024-04-15 astro-ph.SR
Detailed Simulations of Massive Hierarchical Triple Star Systems - Exploring the impact of the stellar physics on the evolutionary pathways of massive hierarchical triple systems
本研究耦合Tres与Mesa代码首次开展大质量三星系统详细模拟,发现快速恒星代码与详细代码的演化预测存在显著差异,对引力波源形成及星族合成研究有重要启示。
2025-04-30 astro-ph.SR
Direct diagnostics of forming massive stars: stellar pulsation and periodic variability of maser sources
6.7 GHz甲醇脉泽辐射是大质量恒星形成的一种示踪物,有时会在几个10-100天内显示出神秘的周期性通量变化。在这封信中,我们提出,这种周期性变化可以用大质量原恒星的脉动来解释,这些原恒星在以Mdot > 10^-3 Msun/yr的速率快速吸积的情况下生长。我们的恒星演化计算预言,大质量原恒星具有极大的半径,最大可超过100 Rsun,本文用线性稳定性分析的方法研究了这种膨胀原恒星的脉动稳定性。我们发现,原恒星成为脉动不稳定的几个10-100天的各种周期,取决于不同的吸积率。考虑到恒星在脉动不稳定时的光度也依赖于吸积率,我们导出了周期-光度关系log(L/Lsun)= 4.62 + 0.98log(P/100天),这个关系可以用未来的观测加以检验。我们的模型进一步表明,脉动大质量原恒星的半径和质量也应该取决于周期。这将有可能推断出这种原恒星的性质和吸积率与观察周期。测量脉泽周期可以直接诊断吸积大质量原恒星的结构,这些原恒星深深嵌入致密气体中,无法通过其他观测方法获得。
2013-04-18 astro-ph.SR
Massive Stellar Triples Leading to Sequential Binary Black-Hole Mergers in the Field
具有大质量恒星成分的恒星三元组是常见的,并且可以导致连续的二元黑洞合并。在这里,我们概述了这些顺序合并的演变,并探讨这些事件的背景下,引力波天文学和对不稳定的质量差距。我们发现,二进制黑洞合并在对不稳定的质量间隙可以是三重起源,因此并不完全形成在稠密的动力学环境。我们讨论的背景下,最大规模的引力波源检测到的顺序合并的情况:GW170729和GW190521。我们认为GW170729的祖先是一个低金属丰度场三元组。我们支持GW190521不可能在野外形成的前提。我们的结论是,三重恒星演化是基本的引力波源的理解,并可能,其他高能瞬变。
2020-12-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
RCW36: characterizing the outcome of massive star formation
大质量恒星在成团恒星形成过程中发挥着主导作用,它们通过电离辐射、恒星风和外流反馈到分子云中。大质量恒星的形成过程由于其数量稀少、形成时间短和昏暗而受到很大的限制。通过对新形成的恒星星族进行普查,可以解开年轻星团的恒星形成历史以及其中大质量恒星的作用。我们的目标是重建大质量恒星形成区RCW 36的年轻恒星星族的形成历史。我们研究了几十个单独的物体,包括光度和光谱,寻找多代年轻恒星的迹象,并调查大质量恒星在这一过程中的作用。我们得到了年轻恒星星族的物理参数和演化状况的普查。使用近红外光度法和光谱学的组合,我们估计单个物体的年龄和质量。我们通过它们的红外颜色和发射线光谱来识别嵌入的年轻恒星天体(YSO)。RCW 36拥有一个由大质量和中等质量恒星组成的恒星星族,它们位于星团的中心周围。在整个群集中发现了0/I类和II类放射源。中心人口的中位年龄为1.1 +/- 0.6百万。在可以分类的恒星中,质量最大的恒星位于星团的中心。星团中央被尘埃云结构所包围,在这些尘埃云结构中,发现了一些嵌入和吸积的YSO。我们的年龄测定与尘埃云结构是由中央大质量恒星的电离辐射和恒星风形成的一致。新一代恒星的形成正在进行中,正如嵌入的原恒星团块和两个暴露的喷流所证明的那样。
2013-08-14 astro-ph.SR
The Youngest Stellar clusters Clusters associated with massive protostellar candidates
我们报告的217个大规模的原恒星候选人,其中34个集群是新发现的54个嵌入式集群的识别。嵌入式集群被确定为恒星表面密度增强的2 $μ$ m全天巡天(2MASS)数据。因为这些星团都与处于最早演化阶段的大质量恒星有关,所以星团也应该处于演化的早期阶段。因此,这些团簇的性质应该反映与其形成相关的性质,而不是它们的演化。对于每个集群,我们估计的质量,形态类型,光度和消光。我们研究中的星团,通过它们与大质量原恒星和大质量外流的联系,恢复了大质量恒星在第一代低质量恒星完成吸积阶段后开始形成的概念。此外,在这些星团中心观察到的高气体密度和吸积率与高质量恒星通过持续吸积到低质量恒星上而形成的假设一致。
2005-12-10 astro-ph astro-ph.SR
Spectral synthesis including massive binaries
我们已经建立了一个新的代码来产生合成光谱的恒星星族,其中包括大质量的双星。我们已经测试了这个代码对宽带颜色的未解决的年轻的大质量星团在附近的星系,红色和蓝色的沃尔夫-拉叶颠簸的恒星形成的SDSS星系的等效宽度和UV和光学光谱的恒星形成区域Tol-A和B在NGC 5398。在每种情况下,我们发现我们的模型和观察之间有很好的一致性。我们发现,在一般的双人口是蓝色的,有较少的红超巨星,因此显着较少的流量在I波段和更长的波长,比单星人口。我们还发现,沃尔夫-拉叶星在包括双星在内的恒星星族中出现的年龄范围更广,最长可达10^7年,这增加了后来的紫外光通量和沃尔夫-拉叶光谱特征。此外,我们发现,星云的排放有助于显着这些观察到的属性,必须考虑比较恒星模型与未解决的恒星星族的观察。我们的结论是,纳入大质量恒星双星可以提高观测和合成光谱合成代码之间的协议,特别是年轻的恒星星族的系统。
2009-08-31 astro-ph.CO astro-ph.SR
X-ray binaries powered by massive stellar black holes
恒星黑洞的质量目前被认为是在3-20 Msun的范围内,但非常不确定:最近的观测表明至少存在一个质量>20 Msun的黑洞。母星的金属丰度强烈影响残骸的质量,因为只有贫金属恒星的最终质量可以超过~40 Msun,并且预计会直接坍缩成质量>25 Msun的BH。利用N体模拟研究了年轻致密星团中大质量恒星黑洞(MSBH,质量>25 Msun)的形成和演化。我们研究了MSBH对X射线源布居的影响。
2013-02-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Companion-driven evolution of massive stellar binaries
至少有$70\%$的大质量OBA型恒星存在于双星或更高阶的系统中。这些系统的动力学演化可以帮助我们了解X射线双星和引力波源等极端现象的起源。在一个这样的动力学过程中,偏心Kozai-Lidov(EKL)机制,第三颗伴星改变了双星系统的长期演化。为了动态稳定性,这些三重系统必须有一个分层的配置。我们探讨了一个遥远的第三个同伴的引力摄动对大质量的二进制的轨道结构的影响,在显着的恒星演化已经发生($\leq 10$ Myr)。我们包括了潮汐耗散和广义相对论进动。与大($38,000$总)的大规模层次三元组的蒙特卡罗实现,我们的出生条件的最终轨道分布的特征印记。具体来说,我们发现,最终偏心率分布范围$0.1-0.7$是一个很好的指标,其出生分布。此外,我们发现周期分布有一个类似的映射宽轨道。最后,我们证明了观测到的周期分布约$10$百万年的大质量恒星是一致的EKL演化。
2019-03-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass loss and stellar superwinds
质量损失以两种主要方式弥合了大质量恒星和超新星(SNe)之间的差距:(i)理论上,质量损失的数量决定了爆炸前恒星的质量,(ii)对SNe周围星周物质的观测可以告诉我们制造SN的祖先的类型。在这里,我提出了大质量恒星质量损失的最新模型和观测结果,包括典型的大质量O星,以及显示沃尔夫-拉叶型特征的超大质量恒星(VMS)。
2016-10-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
The fates of massive stars: exploring uncertainties in stellar evolution with METISSE
在先进的电磁波和引力波探测器时代,有效结合和研究恒星演化对双星和恒星动力学系统的影响变得越来越重要。系统的研究致力于探索恒星演化中的不确定参数,以解释最近对恒星星族的观测。我们提出了一种新的方法,常用的单星进化(SSE)拟合公式,一个更适应:单星进化插值方法(METISSE)。它利用预先计算的恒星轨道集之间的插值来近似恒星种群的演化参数。我们已经使用METISSE与详细的恒星轨道计算的恒星天体物理学实验模块(MESA),波恩进化代码(BEC)和剑桥星代码。与SSE相比,METISSE更好地再现了使用STARS代码计算的恒星轨迹,并且平均快三倍。使用MESA和BEC计算的恒星轨迹,我们应用METISSE探索大质量恒星的残余质量,最大径向膨胀和主序星寿命的差异。我们发现,恒星演化中使用的不同物理成分,例如辐射主导的包络的处理,可以影响它们的演化结果。对于质量范围在9到100 M $_\odot$的恒星,残余质量的预测可以相差20 M $_\odot$,而恒星所达到的最大径向膨胀在不同的恒星模型之间可以相差一个数量级。
2020-07-24 astro-ph.IM astro-ph.SR
The incidence of stellar mergers and mass gainers among massive stars
因为大部分的大质量恒星都是诞生于密近双星系统中,所以大质量主序星的星族包含恒星合并和双星质量转移的产物。我们模拟人口的大质量恒星占所有主要的二进制演化的影响,最新的二进制参数统计的基础上,广泛评估模型的不确定性的影响。假设恒星形成是恒定的,我们发现早期型恒星样本的$8^{+9}_{-4}\,\%$是密近双星系统合并的产物。总之,我们发现大质量主序星的$30^{+10}_{-15}\,\%$是双星相互作用的产物。我们表明,通常适应的方法,以尽量减少二进制对所观察到的样本的影响,通过排除系统检测到的二进制通过径向速度运动可能会适得其反。具有显著径向速度变化的系统大多是预相互作用系统。排除它们大大提高了非径向速度变量样本中合并和二元产物的相对发生率。这对测试单一恒星演化模型提出了挑战。它还提出了某些特殊类型的恒星,如磁性O星,是否是双星相互作用的结果的问题,它强调需要进一步研究双星性对诊断的影响,这些诊断用于推导附近和高红移的恒星星族的基本性质(恒星形成历史,初始质量函数,质量与光比)。
2013-12-12 astro-ph.CO astro-ph.SR