X-Shooting ULLYSES: massive stars at low metallicity: XII. The clumped winds of O-type (super)giants in the Large Magellanic Cloud
本研究分析大麦哲伦云25颗O型(超)巨星光谱,推导星风团簇化等参数,发现星风高度团簇化,除团簇间密度与质量损失正相关外,团簇参数与恒星属性无明显依赖,经验与理论质量损失率在0.5 dex离散度内一致。
2025-03-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Signature of wide-spread clumping in B supergiant winds
我们试图建立额外的观测签名的OB星风的聚集的影响。聚集的作用对战略风形成的谱线的测试,以引导模型的发展,聚集的风,从而提高质量损失测定的可靠性为massive stars.The SiIV 1400共振线的B 0至B5超巨星的双线使用经验线合成模型进行了分析。重点是从SiIV偶极子的红色和蓝色分量的径向光学厚度(τ_(rad)(w))的比率的测量解码风聚集的信息。我们特别利用的事实,即两个偶极子组件是去耦的,并形成独立的风终极速度相对较低的目标。谱线合成分析表明,蓝色和红色SiIV组分的τ_(rad)(w)的平均比值很少接近规范值~ 2(根据原子常数预期),而是分布在~1和2之间的值范围内。这些结果被解释的光球,部分被光学厚结构在流出的气体。在这项研究中建立的光谱签名证明了广泛存在的风聚集在B超巨星。非饱和偶极子剖面中的附加信息提供了一种量化风的孔隙度的方法。
2010-07-16 astro-ph.SR
Mass loss from inhomogeneous hot star winds III. An effective-opacity formalism for line radiative transfer in accelerating, clumped two-component media, and first results on theory and diagnostics
[摘要]我们开发和基准的快速和易于使用的有效不透明度形式主义的线和连续辐射转移在加速的两个组件cluquet介质。形式主义桥梁的光学薄和厚的团块的限制,并在这里使用i)设计一个简单的vorosity-modified Sobolev与精确积分(vmSEI)的方法来分析紫外线风共振线在热,大质量的恒星,和ii)获得简单的校正因子的线力驱动这样的恒星的外流。我们表明,(对于一个给定的电离因子)紫外共振双峰可用于分析预测向上修正的经验推断的质量损失率与速度空间中的孔隙度(又名。速度-孔隙度或vorosity),但存在严重的溶液简并性。对于平均密度的1%,我们对O和B超巨星导出了向上的经验质量损失修正,通常是~5或~50的系数,这取决于选择了两个适用的解决方案中的哪一个。总的来说,我们的研究结果表明,这种解决方案的二分法严重限制了使用的紫外线共振线作为直接的质量损失指标聚集热恒星风。接下来,我们将有效不透明度形式主义的标准CAK理论的线驱动风。通过分析和数值流体动力学计算,我们表明,在涡度是重要的临界点设置的质量损失率的情况下,减少线力导致较低的理论质量损失,由因子缩放与归一化速度填充因子fvel。另一方面,如果涡量仅在该临界点以上才重要,则预测的质量损失不受影响,但风终端速度降低。这表明,速度空间中的孔隙度不仅对诊断有显著影响,而且对辐射驱动风的动力学和理论也有显著影响。
2014-05-30 astro-ph.SR
Stellar mass-loss near the Eddington limit. Tracing the sub-photospheric layers of classical Wolf-Rayet stars
在演化末期,热的大质量恒星会发展出强烈的星风,并以发射线星的形式出现,例如WR星或LBV。在这些重要的前SN阶段的质量损失的定量描述受到阻碍的未知数,如结块和孔隙度,由于不均匀的风结构,并通过光学厚恒星风的不完整的理论理解。在这项工作中,我们调查的条件下,在深大气层的WR星,以找出这些是否符合光学厚风的理论,以及我们是否发现在这些层中的结块的迹象。我们使用一种新的半经验方法来确定大样本的WR星的碳(WC)和氧(WO)序列的声波点光学深度,密度和温度。基于一个人工模型序列,我们研究了我们的方法的可靠性和它对恒星参数不确定性的敏感性。我们发现在我们的样本中WR星在音速点服从一个近似的Prad/Pgas ~80的关系。这种“风的条件”是无处不在的辐射驱动,光学厚风,并设置可能的风/包络线的解决方案影响半径,质量损失率,和结块性能的限制。我们的研究结果表明,光学厚风的存在可能会迫使许多恒星附近的爱丁顿限制发展成团,径向延伸的次表面区域。在这些区域的聚集是最有可能持续的非线性奇异模不稳定性,并可能是所观察到的风聚集的起源。典型的晚型WC星的性质符合这个模型。没有次表面聚集和膨胀的解决方案也是可能的,但需要质量损失率相对较低的致密恒星。这些天体可能类似于WO恒星的小团体,具有异常热的恒星温度和高度电离的风。
2013-10-16 astro-ph.SR
The Outer Wind of gamma Velorum
临界密度在10^4 ~ 10^6 cm^-3范围内的精细结构中红外发射线可以用来探测半径为\sim 10^15 cm的沃尔夫-拉叶星的外流。窄带中红外成像和光谱最近的WR星太阳,伽玛Velorum分析空间分辨的禁线发射沃尔夫-拉叶风。的[S IV] 10.52和[Ne II] 12.81微米的发射区域被发现是空间扩展,相比,未解决的连续和He和C复合线发射。[S IV]和[{Ne II]发射线分布具有高度的方位角对称性,指示球对称流出。具有中等程度聚集的模式风(聚集因子f \sim 10)比未聚集的模式提供了与观测更好的匹配。的整体线强度分布是一致的自由膨胀,球对称的1/ $r^2$流出恒定的电离分数和适度聚集的密度结构。
2012-08-29 astro-ph.SR
Spherically symmetric model atmospheres using approximate lambda operators V. Static inhomogeneous atmospheres of hot dwarf stars
上下文聚束现象是恒星风的一个共同特性,它正被纳入到与动力学平衡方程相耦合的辐射转移方程的解中。然而,在静态热模式大气中,结块及其对温度和密度结构的影响还没有被考虑和分析在所有日期。这是尽管事实上,成团可以影响解释所得的光谱,因为许多不均匀性可以出现在那里;例如,作为湍流运动的结果。目标。我们的目标是调查的特殊情况下,静态的,球对称的大气,假设微聚团和1-D的几何形状的聚集对大气结构的影响。方法.静态,球对称,非LTE(局部热力学平衡)模型大气计算使用我们的代码,其中包括光学薄结块的最新版本。物质被假定为由致密的团块和空洞的团块间介质组成。通过聚集和体积填充因子来考虑聚集,假设所有的聚集都是光学薄的。将团块中增强的不透明度和发射率乘以体积填充因子以获得其平均值。这些平均值用于辐射转移方程。动力学平衡方程和热平衡方程使用密度的丛值。流体静力学和辐射平衡方程使用密度的平均值。结果大气结构计算选定的恒星参数。温度结构存在中等差异。然而,结块导致莱曼线光谱区域的连续辐射增强,而光谱的其他部分的辐射较低,这取决于所采用的模型。原子能级偏离系数也受到聚集效应的影响。
2021-08-02 astro-ph.SR physics.comp-ph
Evolution of Line-Force Multiplier Parameters in Radiation Driven Winds of Massive Stars
我们提出了两个自洽的程序,耦合的水动力学与辐射风理论框架中的线力的计算。这些程序给出了线力参数、速度场和质量损失率。第一种是基于所谓的m-CAK理论。一套完整的线力参数$T_\text{eff}\ge 32,000$ K和表面重力高于3.4 dex的两种不同的金属丰度,以及相应的风参数。我们发现线力参数对有效温度的依赖性由于对$\log g$的依赖性而增强。对于均匀风的情况下(没有结块)的自洽的质量损失率的比较显示出良好的协议与经验值。我们还考虑了自洽的风的解决方案,作为输入FASTWIND计算合成谱。通过与三颗具有聚集风的恒星的观测光谱的比较,我们发现,改变聚集因子,合成光谱迅速收敛到解的邻域。因此,这种自洽的m-CAK过程显着减少了获得合成光谱所需的自由参数的数量。第二种方法(称为Lambert方法)提供了超越m-CAK理论的自洽解,线加速度由NLTE辐射转移程序CMFGEN计算。将质量损失率和团聚因子设为自由参数,在计算各自的自洽流体力学后,通过谱拟合得到它们的值。由于执行朗伯程序需要大量的计算能力,因此只对船尾座z星进行了分析。这一可喜的结果为本文提出的自洽解的未来应用提供了一个积极的平衡。
2020-02-18 astro-ph.SR
X-rays, clumping and stellar wind structures
X射线辐射在大质量恒星中无处不在。在过去的十年里,X射线观测彻底改变了我们对恒星风的看法,但也打开了一个潘多拉的盒子,带来了紧迫的问题。穿透恒星风的X射线主要遭受连续吸收,这大大简化了辐射转移处理。为了理解大质量恒星的X射线辐射,必须考虑恒星风中的小尺度和大尺度结构。通过对X射线谱线的分析,可以推断风凝聚的参数,这是获得经验上正确的恒星质量损失率的前提。预测了大尺度结构(如CIR和赤道盘)对X射线发射的影响,新的观测正在测试理论预期。磁星的X射线辐射被证明比直接应用磁约束风模型所预期的更加多样化。当模型和观测取得进展时,许多关于大质量恒星X射线的悬而未决的问题将得到解答。
2010-12-08 astro-ph.SR
Mass loss from inhomogeneous hot star winds I. Resonance line formation in 2D models
在光谱分析中,热的大质量恒星风中的小尺度聚集通常是通过假设光学上薄的聚集体、空的聚集体间介质和平滑的速度场来进行的。为了协调这些模型中不同诊断的调查,需要调用具有非常低的质量损失率的高度聚集的风。特别是,不饱和的紫外共振线似乎表明速率的数量级(甚至更多)低于以前接受的值。利用二维随机和伪二维辐射流体动力学风模型研究了非均匀热星风中共振线的形成。本文介绍了一个蒙特卡罗辐射转移程序,并用于产生合成线谱。结果:光学薄聚团极限只适用于非常弱的谱线。对于中等强度的谱线,团簇的速度跨度至关重要。目前的流体动力学模型预测跨度太大,无法重现观测到的配置文件,除非调用一个非常低的质量损失率。通过在二维随机模型中模拟较低的跨度,剖面强度急剧降低,并且与较高的质量损失率一致。为了同时满足来自强线的约束,束间介质必须是非空的。第一个比较观察到的PV双峰在O6超巨星林Cep证实,随机的2D模型再现的观测质量损失率约为10倍以上,来自相同的线,但假设光学薄结块。然而,这可能会解决理论预测,进化的限制,和最近推导的质量损失率之间的差异,并建议重新调查的结构预测目前的流体动力学模型。
2010-01-06 astro-ph.SR
Spectroscopy and hydrodynamics of dense stellar winds
分析沃尔夫-拉叶星的光谱需要对其膨胀的大气进行充分的非LTE建模。30年前,Mihalas等人发展了求解同动参考系中辐射转移的数值格式。如今,最复杂的代码可以处理数百个显式的非LTE电平或超电平,并考虑金属线覆盖。与观测光谱的有限的协议表明,模型简化仍然是严重的。一个必须受到指责的近似是同质性。星风在小尺度上的聚集很容易实现,而“宏观聚集”仍然是一个很大的挑战。首先研究表明,宏观聚团作用会降低O星光谱中天鹅座P线轮廓的强度,并对星风X射线谱产生较大影响。Castor、Abbot和Klein提出的辐射驱动风的经典模型无法解释沃尔夫-拉叶星的高密度风。只有当我们解决了详细的非LTE辐射转移一致的流体动力学方程,质量损失率以上的单散射限制已经获得。
2009-09-03 astro-ph.SR
Properties of Galactic early-type O-supergiants: A combined FUV-UV and optical analysis
我们的目标是限制早期和中期光谱型超巨星(从O 4到O7.5)的性质和演化状态。这些恒星是O型星中质量损失率最高的,并且表现出明显的风廓线。使用非LTE风码CMFGEN,我们同时分析了FUV-UV和光学光谱范围,以确定光球特性和风参数。我们推导出有效温度,光度,表面重力,表面丰度,质量损失率,风终极速度,和聚集填充因子。超巨星在年龄和质量方面定义了一个非常清晰的演化序列,从更年轻,更大质量的恒星到初始质量较低的老恒星。O 4超巨星聚集在300万年等时线附近,质量超过60 Msun,而O 5到O7.5恒星的质量在50 - 40 Msun之间,年龄为4 +/- 0.3百万年。表面的化学成分是典型的演化O超巨星(富氮,碳和氧贫乏)。虽然观测到的碳和氮质量分数的范围与从测量的恒星质量的演化模型中预期的范围是一致的,但N/C比作为年龄的函数与样本中四颗最早的(O 4光谱型)恒星的理论预测不一致。我们质疑旋转混合的效率作为这些恒星年龄的函数,并建议可能需要另一种机制来解释所观察到的丰度模式。质量损失率与丛生模型的范围内的理论质量损失率的三个因素。与小规模聚集相关的相应体积填充因子为0.05 +/- 0.02。除了三颗恒星,其中两颗是快速旋转的恒星外,所有恒星的成团都是从光球层附近开始的。
2012-05-14 astro-ph.SR
Using Shell Models to Investigate Clumping in the WN4 Star HD 50896
沃尔夫-拉叶星(WR)的光谱表现出强烈的,广泛的发射线,起源于风。这些风是辐射驱动的,容易受到流体动力学不稳定性的影响,从而形成团块。在WR星的光谱模拟中,通常采用体积填充因子(VFF)方法来处理云风。然而,它是基于这样的假设,即整个风团都存在于光学上薄的团块中,这在密集的风中不一定是合理的。为了测试的VFF方法的有效性,我们使用前面描述的方法治疗结块,“壳”的方法,研究线和连续形成的密集风的WN 4星,HD 50896。我们的模型表明,完全完整的球壳与观察到的光谱张力;一个持久的“浸”在发射线发生在线中心。去除这种倾斜需要我们的模型使用“破碎”的壳--横向高度退相干的壳。这暗示着HD 50896的风,以及其他WR恒星的风,都是由小的横向限制和径向压缩的团块组成的,这些团块小于索伯列夫长度。我们讨论的VFF方法是有效的一些必要条件。
2022-11-01 astro-ph.SR
Wind inhibition by X-ray irradiation in HMXBs: the influence of clumping and the final X-ray luminosity
在风驱动的X射线双星中,来自主星的辐射驱动的星风可能被X射线辐射抑制。这会产生限制紧凑型次级线圈X射线亮度的反馈。小尺度风的不均匀性(聚集)可能会影响极限X射线光度,从而削弱风的抑制作用。研究了不同径向聚集分布的X射线辐照对星风的影响。我们计算热星风模型与外部照射和丛生使用我们的全球风代码。模型计算的二进制的不同参数。我们确定的参数,X射线风电离导致的辐射力的减少。在极端X射线照射的情况下,这导致风速的降低,甚至质量损失率的降低。聚束减弱了X射线照射的效果,因为它有利于复合,并导致风的质量损失率的增加。利用径向变量聚块方法,得到了高质量X射线双星(HMXB)模型与观测性质的最佳匹配。我们描述了X射线辐照对终极速度和质量损失率的影响。当考虑X射线辐射时,Bondi理论中预测的X射线亮度与观测结果吻合得很好。电离反馈调节致密伴星上的吸积,从而形成相对稳定的X射线源。风吸积模型只有在引入电离反馈时才能解释HMXB的大光度。根据X射线光度与风终极速度和质量损失率的关系,有两种可能的状态。一个状态具有低的X射线光度和几乎不受干扰的风,第二个状态具有高的X射线光度,并表现出X射线对流动的强烈影响。
2018-11-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass loss from inhomogeneous hot star winds II. Constraints from a combined optical/UV study
目前用于热的大质量恒星的质量损失率最近受到了严重的质疑,主要是因为风聚集的影响。我们研究了聚集效应对诊断紫外共振谱线和光学复合谱线的影响。光学厚团块,一个非空的interclump介质,和一个非单调的速度场都占在一个单一的模型。我们使用了二维和三维随机和辐射流体动力学(RH)风模型,通过组装径向独立切片的一维快照。为了计算合成光谱,我们开发并使用了复合线(求解“形式积分”)和共振线(使用蒙特卡罗方法)的详细辐射转移代码。此外,我们提出了一种分析方法来模拟这些线cloudspeeds风,它不依赖于光学薄结块。结果如下:合成光谱计算直接从目前的RH风模型的线驱动的不稳定性是无法在平行复制战略光学和紫外线的银河系O-超巨星LCep。使用我们的随机风模型,我们获得一致的拟合基本上是通过增加内风的聚集。的质量损失率推导出,这是约2倍低于预测的线驱动风理论,但远高于相应的速率时,假设光学薄团块从光谱。我们的线形成的解析公式被用来证明在弱风星的光学厚聚集的潜在影响,并确认最近的结果,共振双峰可用作风结构和光学厚聚集的示踪剂。(节录)
2011-02-08 astro-ph.SR
Clumping and X-Rays in cooler B supergiant stars
本研究通过光谱分析结合风团块与X射线,首次重现了较冷B型超巨星的关键紫外谱线,并发现其风结构较弱,演化状态多样,为双稳定性跳变附近质量损失率增加提供证据。
2023-07-21 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Radiation-driven winds of hot luminous stars. XVIII. The reliability of stellar and wind parameter determinations from spectral analysis of selected central stars of planetary nebulae and the possibility of single-star SN Ia progenitors
上下文热恒星的辐射驱动风在多大程度上可能受到密度中微小不均匀性的影响,这一不确定性导致了根据光复合谱线强度确定大气质量损失率时的相应不确定性。此外,光学复合线也敏感地反应,即使是很小的变化,密度结构所造成的(通常假设而不是计算)的速度定律的流出。这就提出了这样的线的参数确定的可靠性如何的问题。结果光学和紫外线分析之间的差异被证实是在光学分析中恒星和风参数之间缺少一致性的结果。密度(速度场)的影响与中等聚集因子的影响具有相同的量级。中等的聚集因子使UV光谱几乎不受影响,这表明对电离平衡的影响以及因此对辐射加速的影响很小。而不是不稳定的行为的聚集因子声称从光学分析,我们的分析的基础上计算的速度场辐射驱动产生类似的聚集因子为所有CSPN。激波温度和X射线与辐射热光度的比值,都与大质量O型星的一致,再次证实了O型CSPN和大质量O型星大气的相似性。结论. O型CSPN和大质量O型恒星的风的相似性证明了在他们的分析中使用相同的基于辐射驱动风动力学的方法是合理的,从而支持了早期的结果,即样本中的几个CSPN具有接近克拉塞卡极限的质量,因此可能是Ia型超新星的单星祖先。
2013-07-10 astro-ph.SR
3-D Monte Carlo radiative transfer calculation of resonance line formation in the inhomogeneous expanding stellar wind
我们研究了光学厚团块,非空的团块间介质,团块的发病变化,以及团块内的速度色散对共振线形成的影响。为此,我们开发了一个完整的3-D蒙特卡罗辐射转移(MCRT)代码,能够处理3-D形状的团块和任意的3-D速度场。我们开发的方法使我们能够考虑到密度和速度风的不均匀性的贡献,总的不透明度非常精确。第一次与观测结果的比较表明,3-D密度和速度风的不均匀性有很强的影响,共振线的形成,他们必须占,以获得可靠的质量损失率的测定。
2012-02-20 astro-ph.SR
X-Shooting ULLYSES: Massive Stars at low metallicity IX: Empirical constraints on mass-loss rates and clumping parameters for OB supergiants in the Large Magellanic Cloud
针对恒星演化模型中OB超巨星低温段质量损失跃变的理论假设,本研究结合多波段光谱数据与数值模型,推导大麦哲伦云样本的经验约束,发现无跃变迹象且团间介质非真空,修正了现有理论与假设缺陷。
2024-10-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Mass loss from OB-stars
我们回顾了辐射驱动的质量损失从OB星的最新进展。我们首先总结了基本的理论预测,然后将其与观测结果(包括VLT-FLAMES对大质量恒星的调查)进行比较。特别是,我们专注于质量损失的金属依赖性和所谓的双稳定性跳跃。随后,我们集中在两个紧迫的问题,弱风和风丛,已确定从各种诊断和挑战我们目前的理解辐射驱动的风。我们讨论的问题“测量”的质量损失率从弱风和潜在的近红外线,Br-α线作为一种工具,使一个更精确的量化,并评论物理解释的质量损失率远低于预测的标准模型。风聚集,传统上被解释为固有的辐射线驱动的强烈不稳定性的后果,有严重的影响,观测诊断的解释,因为推导出的质量损失率通常被高估时,聚集是存在的,但忽略了分析。简化的技术来解释成团表明高估了2到10倍,甚至更多。如果这是真的,这些结果将对大质量恒星的演化和反馈产生巨大的影响。我们讨论了正在进行的尝试(包括自己的工作),以更复杂的模型来解释相应的观察结果。通过考虑密度和速度空间中的孔隙度,以及无空隙的团块间介质,这种模型可能只需要适度降低质量损失率。
2009-06-22 astro-ph.SR
New mass-loss rates of B supergiants from global wind models
大质量恒星在其演化过程中会损失相当大一部分质量。然而,相应的质量损失率相当不确定。为了改善这一点,我们计算了银河系B超巨星的全球线驱动风模型。我们的模型预测径向风结构直接从基本的恒星参数。流的流体动力学结构是一致的确定从光球在近流体静力平衡超音速膨胀风。辐射力是从共动坐标系下的辐射转移方程的解导出的。我们提供了一个简单的公式,预测作为恒星光度和有效温度的函数的理论质量损失率。B超巨星的质量损失率随着温度的降低而略有下降,直到大约22.5 kK,Fe IV到Fe III的复合区域开始出现。在约5kK宽的该区域中,质量损失率逐渐增加约6倍。质量损失率的增加与终极速度逐渐减小约2倍有关。我们比较了预测的风参数与观测。虽然观测到的风的终极速度是合理地再现的模型,质量损失率的情况是不太清楚。从未校正成团的观测中得出的质量损失率分别比我们对所研究样品的冷侧和热侧的预测高3到9倍。这些观察结果可以与假设温度依赖性聚集因子的理论相一致。另一方面,质量损失率的估计,是不敏感的结块同意我们的预测好得多。我们的预测是由一个约10倍低于目前使用的值在演化模型呼吁重新考虑风的作用在恒星演化。
2021-02-01 astro-ph.SR
Line-drag damping of Alfvén waves in radiatively driven winds of magnetic massive stars
来自大质量恒星的线驱动恒星风具有很强的线消影不稳定性。最近,分光偏振测量已经收集了大量的证据,表明银河系的一部分大质量恒星拥有强大的表面磁场。我们在这里调查的传播和稳定性的磁辐射波在这样一个磁化,线驱动风。我们的分析,线性稳定性分析包括线散射恒星辐射,并占径向和非径向扰动。我们建立了任意扰动波长的桥接定律,然后分别分析了长、短波长极限。虽然长波长的辐射波和磁波被发现是完全解耦的,但一个关键的结果是短波长的径向传播的阿尔文波耦合到散射辐射场,并且由于线拖曳效应而被强烈阻尼。在散射线驱动流中磁波的阻尼可能对调节非线性风动力学产生重要影响,因此也可能对风结构的观测诊断和磁力线驱动风的聚集产生强烈影响。
2020-10-12 astro-ph.SR
Macroclumping as solution of the discrepancy between Hα and P v mass loss diagnostics for O-type stars
最近对O型恒星的研究表明,当采用不同的诊断方法时,会得到不一致的质量损失率--拟合不饱和紫外共振线(例如P v)得到的值比从Hα发射得到的值要低得多。风聚集可能是造成这种差异的主要原因。在以前的论文中,我们提出了3-D蒙特卡罗计算的形成散射线在一个成团的恒星风。在本文中,我们选择了五个O型超巨星(从O 4到O 7),并测试是否可以解决这种方式的报告的差异。在第一步中,分析开始于用波茨坦沃尔夫-拉叶(PoWR)非LTE模型大气模拟观测光谱。调整质量损失率以最好地拟合观察到的Hα发射线。对于不饱和的紫外线共振线(即P v),我们然后应用我们的3-D蒙特卡罗代码,它可以占风团的任何光学深度,一个非空的块间介质,和速度分散内的团块。电离分层和底层光球光谱采用PoWR模型。通过拟合观测到的共振线轮廓,约束风团的性质。我们的结果表明,当考虑到大团簇时,用与Hα(以及其他Balmer和He II谱线)相拟合的质量损失率,紫外共振谱线(特别是Pv的不饱和双峰)也可以毫无问题地再现.没有必要人为地降低质量损失率,也没有必要假设太阳下的磷丰度或极高的聚集因子,这与其他作者所声称的相反。与Vink等人的质量损失率配方相比,这些一致的质量损失率低1.3至2.6倍。Macroclumping解决了先前报道的Hα和P v质量损失诊断之间的差异。
2013-10-01 astro-ph.SR
Ultraviolet Spectropolarimetry with Polstar: Clumping and Mass-loss Rate Corrections
最大质量的恒星被认为在主序星和蓝超巨星阶段的稳定风中损失了相当大一部分质量。这反过来又为它们的进一步演化和最终的超新星奠定了基础,并对ISM的膨胀和化学浓缩产生了影响。了解这些过程需要对最明亮恒星的质量损失率进行精确的观测约束,这也可以用来测试恒星风产生的理论。在过去,质量损失率的特征在于通过碰撞发射过程,如H $α$和自由的无线电发射,但这些所谓的“密度平方”的诊断需要校正的存在下,广泛的结块。最近的观测和理论证据表明,在热星风中,这种聚集的可能性普遍很高,但量化其影响需要更深入地了解辐射驱动风的复杂动力学。此外,由表面各向异性引起并在风中传播的大尺度结构会通过引入进一步的密度增强而使图像进一步复杂化,从而影响质量损失诊断。需要具有高分辨率和高信噪比的UV共振线的时间序列光谱学来更好地理解这种复杂的动力学,并帮助校正质量损失率的“密度平方”诊断。拟议中的Polstar任务通过实时跟踪风中平流结构的连续观测,在36个信噪比高于著名的IUE MEGA活动一个数量级的明亮目标上,轻松地提供了20 km/s $^{-1}$声速尺度下的必要分辨率。
2021-12-13 astro-ph.IM astro-ph.SR
Diagnosing small- and large-scale structure in the winds of hot, massive OB-star
无论是观测上还是理论上都已经确定,炽热的大质量OB-恒星的风在广泛的空间尺度上是高度结构化的。本文首先讨论了与这些风的线驱动固有的强不稳定性相关的小尺度结构的后果。我们证明了正确处理这种风聚集的重要性,以获得可靠的估计质量损失率,也表明,不稳定的模拟扰动在较低的边界确实显示显着的聚集相当接近风基地,在一般协议的意见。但是,越来越多的大质量恒星也被发现拥有强大的表面磁场,这可能会引导恒星的外流,并诱发大规模的风结构和光谱诊断的周期性行为。本文的结论表明,多维,磁流体动力学风模拟,再加上详细的辐射传输建模,可以重现非常好的周期性巴耳末线发射观察到的缓慢旋转的磁性O星,如HD 191612。
2012-05-14 astro-ph.SR
The long-term influence of a magnetar power in stripped-envelope supernovae. Radiative-transfer modeling of He-star explosions from 1 to 10 years
本研究通过1D辐射转移模拟,发现磁星供能可显著影响He星爆炸超新星长期观测特征,并成功匹配SN2012au数据,预测红外[NeII]发射。
2024-08-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
3D models of radiatively driven colliding winds in massive O+O star binaries - II. Thermal radio to sub-mm emission
在这项工作中,从短周期O+ O-星双星的风在厘米到亚毫米波长的热辐射进行了研究(潜在的非热辐射目前被忽略)。计算是基于三维流体动力学模型,其中包括重力,风的驱动,恒星的轨道运动,和辐射冷却的冲击等离子体。热辐射来自恒星风和它们碰撞的区域。我们调查的流量和频谱从各种模型作为一个功能的轨道相位和方向的观察者,并比较单星的情况下。来自风-风碰撞区(WCR)的辐射强烈依赖于其密度和温度,在辐射系统中光学厚,而在绝热系统中光学薄。在这项工作中第一次研究的WCR是高辐射的系统的通量,可以超过一个数量级以上的组合流量从相同类型的单星。这种过剩发生在从厘米到亚毫米的宽波长范围内。相反,当WCR在很大程度上是绝热的,在热通量的显着过剩只发生在100 GHz以下。偏心系统可能会表现出数量级或更大的通量变化,特别是如果WCR中的等离子体从绝热状态转变为辐射状态,反之亦然-在这种情况下,通量可以显示出显著的滞后与恒星分离。我们进一步证明,成团可以影响无线电光变曲线的变化。我们研究了发射的光谱指数,经常发现指数比+0.6陡。我们的预测对下一代射电和亚毫米望远镜的未来观测很有意义。
2009-08-10 astro-ph.SR
Coupling hydrodynamics with comoving frame radiative transfer. III. The wind regime of early-type B hypergiants
本研究使用PoWRhd代码构建了早型B超巨星的首个流体动力学一致模型,揭示了其星风主要由Fe III不透明度驱动且偏离beta定律,表明其星风特征与B超巨星相似而非过渡型,光谱外观与声速点以下的大气不均匀性有关。
2025-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Characterizing the turbulent porosity of stellar-wind structure generated by the line-deshadowing instability
我们分析了最近的二维模拟热星风的线消影不稳定性(LDI)的非线性演化,量化相关的高度聚集的密度结构如何导致连续吸收和/或散射的“湍流孔隙度”减少。基本方法是检查质量柱的统计变化作为路径长度的函数,并将其拟合为分析形式,从而导致相关平均消光的简单统计标度。一个关键的结果是,一个可以表征连续传输的一个单一的“湍流孔隙度长度”,发现在这里缩放为$H \approx (f_{\rm cl} - 1) a$,其中$f_{\rm cl} \equiv \left < ρ^2 \right >/\left < ρ\right >^2$是在密度$ρ$的聚集因子,和$a$是密度自相关长度的孔隙度的影响。对于光学厚层中的连续吸收或散射,我们发现相关的有效降低不透明度尺度为$\sim 1/\sqrt{1+τ_{\rm H}}$,其中$τ_{\rm H} \equiv κρH$是该孔隙长度的局部光学厚度。对于这些LDI模拟,推断的孔隙长度很小,只有恒星半径$H \approx 0.02 R_\ast$的百分之几。对于连续过程,如束缚-自由吸收的X射线,只有边缘光学厚度在整个恒星风,这意味着$τ_{\rm H} \ll 1$,因此,激光多普勒成像产生的孔隙度应该有在这样的风的X射线传输的影响很小。然而,这里开发的形式主义可能是重要的连续驱动的多孔调节,从发光的蓝色变量的超爱丁顿流出。
2017-12-10 astro-ph.SR
X-ray diagnostics of massive star winds
几乎所有类型的具有辐射驱动的恒星风的大质量恒星都是X射线源,可以通过目前运行的强大X射线望远镜观察到。在这篇综述中,我简要地介绍了我们从X射线观测中获得的恒星风的最新进展。晚于O 9 V亚型的OB矮星的风可能主要处于热相,X射线观测为它们的研究提供了最好的窗口。OB超巨星的X射线特性很大程度上取决于其聚集星风中的辐射转移效应。最近提出的通过拟合X射线发射线的形状来直接测量O星质量损失率的方法被考虑,但其有效性不能被证实。为了从X射线光谱学中获得关于恒星风参数的可靠的定量信息,需要通过恒星大气模型进行多波长分析。独立团体目前正在进行这种分析,结果令人鼓舞。对OB超巨星的光学、紫外和X射线光谱的联合分析得出了一致的质量损失率。根据所采用的结块参数,经验得出的质量损失率与标准配方预测的质量损失率相当(在几个因素之内)(Vink等人,2001年)。所有经过充分研究的O型星都显示出可变的X射线发射,这可能与它们风中的共转相互作用区有关。在恒星演化的最后阶段,单个的红超巨星和明亮的蓝色变星不会发出可观测到的X射线。另一方面,几乎所有类型的沃尔夫-拉叶(WR)星都是X射线源。X射线光谱学允许WR风丰度和不透明度的灵敏探测。
2016-07-08 astro-ph.SR
The explosion of 9$-$29$M_\odot$ stars as Type II supernovae : results from radiative-transfer modeling at one year after explosion
我们从最先进的爆炸模型出发,通过详细的核合成计算,提出了一组一年前II型超新星(SNe)辐射传输的非局域热力学平衡稳态计算。这个网格覆盖了初始质量在9到29 $M_{\odot}$之间的单星祖先,它们都是在太阳金属丰度和忽略自转的情况下用开普勒演化的。[OI] $λλ$ $6300,6364$线通量通常随祖细胞质量而增长,而H $α$表现出同样强的相反趋势。[CaII] $λλ$ $7291,\,7323$的强度在低$^{56}$ Ni质量、低爆炸能量或结块时增加。这CaII双峰,主要形成在爆炸产生的Si/S区,依赖于祖质量很少,但可能会加强,如果Ca $^+$占主导地位的H-丰富的发射区或如果Ca是丰富的O-丰富的区域。事实上,Si-O壳层合并之前,核心崩溃可能会提高钙双在OI双的代价,因此可能会模仿金属线强度较低的质量祖。我们发现,$^{56}$镍泡效应具有微弱的影响,可能是因为它太弱,导致在各个发射区的电离位移。我们的模拟结果与观测到的SNe II(包括SN 2008 bk)(例如,9 $M_{\odot}$型号)、SN 2012 aw(12 $M_{\odot}$型号)、SN 1987 A(15 $M_{\odot}$型号)或SN 2015 bs(25 $M_{\odot}$型号,无Si-O壳融合)。SNe II与窄线和低$^{56}$ Ni质量很好地匹配的9 $-$ 11…
2021-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Wind suppression by X-rays in Cygnus X-3
在风馈X射线双星中,主星的辐射驱动风可以被致密次星的X射线辐射所抑制。这导致了风和致密恒星的X射线光度之间的反馈。我们估计了供体星正面的风速如何取决于高质量X射线联星天鹅座X-3的光谱状态。我们模拟了超音速部分的风计算线力(力乘数)与卡斯特,雅培和克莱因形式主义和XSTAR物理,并通过解决质量守恒和动量平衡方程。我们计算了在风中的局部线力,同时考虑了施主星和致密星在每个谱态下的辐射场。在不同的轨道角度下,考虑到风聚集的影响,对风方程进行了求解。风引起的吸积光度估计使用邦迪-霍伊尔-利特尔顿形式主义和计算的风速在紧凑的恒星。我们发现,在假设中度风聚集和致密恒星质量较低的情况下,根据天鹅座X-3每个光谱状态的观测结果估计的光度与计算出的吸积光度之间存在相关性。对于强风聚集,这种相关性消失。我们发现,软X射线(EUV)从紧凑的恒星穿透风从施主星,减少线力,从而风速的正面。这增加了计算的吸积光度定性在一个类似的方式观察到的天鹅座X-3的光谱演化为一个中等的聚集体积填充因子和一个紧凑的恒星质量的几个(2 - 3)太阳质量。
2021-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
CMF models of hot star winds II. Reduction of O star wind mass-loss rates in global models
我们计算全球(统一)风模型的主序星,巨型和超巨型O型恒星从我们的银河系。这些模型是通过求解流体动力学、动力学平衡(也称为NLTE)和共动坐标系(CMF)辐射转移方程从(近)流体静力光球到超音速风计算的。对于给定的恒星参数,我们的模型预测光球和风结构,特别是风的质量损失率没有任何自由参数。我们预测的质量损失率比通常使用的预测低2- 5倍。差异的一个可能原因是放弃了Sobolev近似的辐射力的计算,因为我们的模型同意CMF NLTE辐射转移代码的预测。我们预测的质量损失率同意很好的质量损失率来自观察到的近红外线和X-射线线的配置文件,并略低于来自组合的UV和H $α$诊断质量损失率。因此,校正成团的经验质量损失率估计值可以与理论预测值相一致,使得各个质量损失率估计值之间的平均比率不高于约$ 1.6 $。另一方面,我们的预测是由$ 4.7 $的因素低于纯H $α$质量损失率的估计,并可以与这些值相一致,只有假设一个至少为8的微团聚因素。
2017-06-19 astro-ph.SR
Sub-photospheric fluctuations in magnetized radiative envelopes: contribution from unstable magnetosonic waves
本文研究了在~kG强度的磁场作用下,中、高质量恒星辐射包层中不稳定磁声波的激发。当包含小尺度、次光球密度或速度扰动时,靠近恒星的风聚集和微湍流常常可以被解释。当存在磁场时,压缩波(其波长与气体压力标度高度相当或更短)会被光学厚介质中的辐射通量破坏,这一过程称为辐射驱动的磁声不稳定性(RMI)。不稳定性不需要辐射或磁压力来控制气体压力,并且独立于次表面对流区。在这里,我们评估的条件下,RMI操作网格上的恒星模型,覆盖质量范围$3-40M_\odot$在太阳金属丰度。对于一个均匀的1 kG的磁场,快磁声模式是不稳定的光学深度的几十个,而不稳定的慢模式延伸到深度的铁对流区。定性行为对磁场强度变化具有几倍的稳健性。当结合我们的研究结果与以前的结果的饱和振幅的RMI,我们预测的速度波动范围为~0.1-10公里/秒。这些振幅是辐射与气体压力之比的单调递增函数,或者是零年龄主序质量的单调递增函数。
2018-03-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
The nature of the Cygnus extreme B-supergiant 2MASS J20395358+4222505
2 MASS J20395358+4222505是一颗被遮蔽的早期B超巨星,位于大质量OB星协天鹅座OB 2附近。尽管它有明亮的红外星等(K $_{s}$ =5.82),但由于其暗淡的光学星等(B=16.63,V=13.68),它在很大程度上被忽略了。在之前的一篇论文中,我们将它归类为一颗高度变红、可能极亮的早期B型超巨星。我们在使用MEGARA@GTC仪器进行调试观测期间获得了其U,B和R光谱带的光谱。其光谱类型B1 Ia显示出特别强的H $α$发射。这颗恒星似乎处于超巨星和超巨星之间的中间阶段,它可能会在不久的将来(天文学)加入这个群体。我们观察到的径向速度差异之间的个人意见,并确定恒星参数,获得T $_{eff}$ = 24000 K,logg $_{c}$ = 2.88 $\pm$ 0.15。对于B超巨星,发现的旋转速度很大,vsini= 110 $\pm$ 25 km s $^{-1}$。丰度模式与太阳能一致,具有温和的C丰度不足(基于单线)。假设J20395358+4222505位于Cyg OB 2的距离处,我们从红外测光法推导出半径,发现R= 41.2 $\pm$ 4.0 R $_{\odot}$,log(L/L $_{\odot}$)= 5.71 $\pm$ 0.04,光谱质量为46.5 $\pm$ 15.0 M $_{\odot}$。光谱类型的聚集质量损失率(聚集…
2022-02-23 astro-ph.SR
Mass fluxes for hot stars
为了理解晚型O型矮星异常小的质量损失率,利用前面描述过的构造运动反转层的代码,从第一性原理导出了(T_{eff},g)空间中相关部分的质量通量.从这些质量通量,弱风域内确定一个恒星的质量损失率由辐射驱动的风是小于由于核燃烧。最近由Marcolino等人(2009)分析的五颗弱风星都落在这个区域内或边缘。但是,尽管这些恒星的理论质量通量比Vink等人(2000)的公式低约1.4 dex,但观测到的速率仍然不匹配,这可能反映了我们对低密度超音速外流的理解不足。Bouret et al.(2005)还计算了两颗强风O4星的质量通量。当Bouret等人考虑风聚集时,预测结果与发现的质量损失率急剧降低一致。
2010-01-27 astro-ph.SR
Global hot-star wind models for stars from Magellanic Clouds
我们提供了O型星的质量损失率预测从大麦哲伦云和小麦哲伦云。我们计算全球(统一的,流体动力学)模型大气的主序星,巨星,超巨星的化学成分对应麦哲伦云。模型求解了共动坐标系下的辐射转移方程、动力学平衡方程(也称为NLTE方程)和从(准)流体静力大气到膨胀恒星风的流体动力学方程。这些模型使我们能够预测风的密度,速度和温度(因此也是终端风速和质量损失率)仅从基本的全球恒星参数。由于它们的金属丰度较低,线辐射驱动较弱,导致相对于银河系恒星的风质量损失率较低。我们提供了一个公式,适合我们的模型作为恒星光度和金属丰度的函数预测的质量损失率。平均而言,质量损失率与金属丰度的比例为$ \dot M\sim Z^{0.59}$。预测的质量损失率低于来自H $α$诊断的质量损失率,并且可以与假设聚集因子$C_\text{c}=9$的观测结果相一致。另一方面,预测的质量损失率同意或略高于来自紫外线风线剖面的质量损失率。计算的\ion{P}{v}电离分数也与对具有$T_\text{eff}\leq40\,000\,$ K的LMC星的观测值一致。总之,我们的理论预测提供了合理的模型与一致的质量损失率的测定,可用于定量研究的恒星从麦哲伦云。
2017-12-09 astro-ph.SR
JWST Observations of SN 2024ggi II: NIRSpec Spectroscopy and CO Modeling at 285 and 385 Days Past the Explosion
Florida State University(佛罗里达州立大学);University of Hawai’i at Manoa(夏威夷大学马诺阿分校);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Carnegie Institution for Science(卡内基科学学会);Planetary Science Institute(行星科学研究所);Hamburger Sternwarte(汉堡天文台);Las Campanas Observatory, Carnegie Observatories(卡内基天文台拉斯坎帕纳斯观测站);Michigan State University(密歇根州立大学)
利用JWST NIRSpec观测和非LTE三维辐射传输模拟,研究SN 2024ggi爆炸后285和385天的CO分布及温度变化,揭示不规则爆炸特征和尘埃形成过程。
2025-12-22 astro-ph.SR
Three-Dimensional Radiation Transfer in Young Stellar Objects
我们已经更新了我们公开的尘埃辐射转移代码(HOCHUNK 3D),包括新的排放过程和各种适合形成恒星的三维几何形状。三维几何形状包括盘中的扭曲和螺旋,中心恒星上的吸积热点,分形聚集密度增强和未对准的内部盘。额外的轴对称(2-D)功能包括磁盘和信封的间隙,在磁盘,多个双极腔壁,和迭代的磁盘垂直结构假设流体静力学平衡的“膨胀的内缘”。我们包括简单的幂律包络几何形状,结合分形聚集,双极腔,可用于模拟演化恒星以及原恒星的选项。我们包括多环芳烃和非常小的颗粒的非热发射,以及来自星际辐射场的外部照明。网格结构进行了修改,允许在每个单元格中的多个灰尘物种,基于此,一个简单的处方实施模型灰尘分层。我们详细描述了这些功能,并显示每个示例计算。一些更有趣的结果包括以下几点:1)流出腔可能比下降信封更cluelically。2)高质量恒星中的PAH发射可能比宽带SED斜率更好地指示演化阶段;与此相关,3)外部照明的团块和光学薄云中的高质量恒星可以伪装成YSO。4)我们的流体静力平衡模型表明,尘埃沉降可能是无处不在的金牛座T磁盘,与以前的意见。
2013-07-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
New predictions for radiation-driven, steady-state mass-loss and wind-momentum from hot, massive stars. I. Method and first results
[摘要]背景:辐射驱动的质量损失在大质量恒星的生命周期中起着关键作用。然而,这种质量损失的基本预测仍然存在很大的定量不确定性。目的:我们开发了新的辐射驱动,稳态风模型的大质量恒星与热表面,适合于定量预测的全球参数,如质量损失和风动量率。研究方法:这里提出的模拟是基于一个自洽的,迭代网格解决方案的球对称,稳态运动方程,使用完整的NLTE辐射转移解决方案,在共同移动的框架,以获得辐射加速度。我们不依赖于任何分布函数或参数化来计算风驱动的线力。结果如下:在这第一篇论文中,我们提出的模型代表两个原型的O-恒星在银河系中,一个具有较高的恒星质量M/Msun=59和光度log 10(L/Lsun)= 5.87,一个具有较低的M/Msun= 27和log 10(L/Lsun)= 5.1。对于这些模拟,给出了全球质量损失率和速度定律的基本预测,并讨论了风聚集和微湍流速度等附加参数的影响。一个关键的结果是,我们的质量损失率显着低于通常包括在恒星演化模型中的质量损失配方所预测的。结论:我们的结果支持先前的建议,银河系O-星的质量损失率可能被高估,在当今的恒星演化模型,因此可能需要新的速率。事实上,本系列的未来论文将把我们的新模型纳入到恒星演化的模拟中,将这里提出的第一个模拟扩展到覆盖一系列金属丰度的更大网格,跨越双稳跃变的B超巨星,也可能是沃尔夫-拉叶星。
2019-10-15 astro-ph.SR
Numerical Models for the Diffuse Ionized Gas in Galaxies. II. Three-dimensional radiative transfer in inhomogeneous interstellar structures as a tool for analyzing the diffuse ionized gas
目标:我们系统地探索一个合理的子集的参数空间,涉及有效的温度和金属的电离恒星源,硬化的影响,其辐射周围泄漏的HII地区与不同的逃逸分数,以及不同的情况下的块状的DIG,并计算所得的线强度比的诊断光发射线的数量。研究方法:对于电离通量,我们计算网格的恒星光谱能量分布(SED)从详细的,完全非LTE模型的大气,包括恒星风和线阻塞和覆盖的影响。为了计算HII区域和扩散电离气体的电离和温度结构,我们使用球对称光电离模型以及最先进的三维(3D)非LTE辐射转移模拟,考虑氢,氦和最丰富的金属。结果如下:我们提供了定量的预测如何从HII地区和DIG的线比变化的金属丰度,恒星有效温度,和逃逸分数从HII地区的函数。预测的线比的范围内加强了这一假设,即电离的DIG(过滤)辐射从热的恒星,然而,观察到的和预测的线比的比较表明,DIG通常是电离的软SED比所选择的恒星星族合成模型预测。即使模拟参数(如聚团因子)的微小变化也会导致电离体积的显著变化。对于一个更均匀的气体和一个非常不均匀的气体,其中既有致密的团块,又有低密度的通道,银河系平面上方的稀气体中的电离区域可以停止辐射约束,允许电离辐射泄漏到星系际介质中。
2018-10-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Resolving the H-alpha-emitting Region in the Wind of Eta Carinae
巨大的演化恒星船底座伊塔星是银河系中最明亮的恒星,并且在任何已知的恒星中具有最高的稳定风质量损失率。Hillier等人的光谱辐射转移模型预测,H-α主要是在距离恒星6到60天文单位的风区域发射的(2.35千秒差距时为2.5到25质量)。我们目前的衍射极限图像(FWHM ~25 mas)与麦哲伦自适应光学在两个时代,显示出海山二始终出现~2.5至3 mas更广泛的H-α发射相比,相邻的643 nm连续。这意味着H-α谱线形成区的特征发射半径可能为12质量或约30天文单位,与希利尔星风模型非常吻合。这直接证实了该模型的物理风参数大致正确,包括10^-3 M_sun/yr的质量损失率,加上聚集因子和终极速度。H-alpha图像(椭圆率和PA)与连续图像的比较揭示了在H-alpha处没有显著的不对称性。因此,任何由伴星或主星自转引起的不对称性都不会强烈影响到外层风中的H-α辐射。
2017-05-18 astro-ph.SR
SN2023ixf: Radiative-transfer modeling of the photospheric phase evolution from the ultraviolet to the infrared
Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS-Sorbonne Université(巴黎天体物理学研究所,法国国家科学研究中心-索邦大学);French-Chilean Laboratory for Astronomy, IRL 3386, CNRS and Instituto de Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile(中法天文实验室,法国国家科学研究中心与智利天主教庞蒂菲亚大学天体物理研究所);Cahill Center for Astrophysics, California Institute of Technology(加州理工学院卡希尔天体物理学中心);Steward Observatory, University of Arizona(亚利桑那大学斯图尔德天文台);Department of Astronomy, University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校天文学系);Department of Physics and Astronomy, University of California, Davis(加州大学戴维斯分校物理与天文学系)
本文通过辐射转移计算研究了SN2023ixf从紫外到红外的光球相演变,首次涵盖了整个电磁波谱范围,并揭示了光球相持续时间、亮度及与周围物质相互作用的关键特征。
2026-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
New predictions for radiation-driven, steady-state mass-loss and wind-momentum from hot, massive stars II. A grid of O-type stars in the Galaxy and the Magellanic Clouds
质量损失率的可靠预测对于双星演化计算是重要的。我们的目标是提供O型恒星的质量损失率和风动量率的预测,仔细研究这些风的行为作为恒星参数,如光度和金属丰度的函数。我们使用新开发的辐射驱动风的稳态模型来计算O型星网格的全局特性。自洽模型的计算是通过迭代求解的运动方程,使用全NLTE辐射转移在同向移动帧计算辐射加速度。为了研究不同星系环境中的风,网格覆盖了银河系中的主序星、巨星和超巨星以及麦哲伦云。我们发现一个强烈的依赖光度和金属丰度的质量损失。整个网格的平均值是$\dot{M}\sim L_{\ast}^{2.2}$和$\dot{M}\sim Z_{\ast}^{0.95}$,但是我们也发现,对于较低的光度,对金属丰度的依赖性更强。同样,SMC的质量损失-光度关系比银河系的要陡一些。此外,计算出的速率系统地低于(2倍或更多)通常用于恒星演化计算的速率。总的来说,我们的结果与银河系中正确解释风聚集的观测结果、经验的$\dot{M}$与$Z_\ast$标度关系以及SMC中O型矮星的观测结果吻合得很好。我们的结果提供了大质量O星的质量损失率和风动量作为光度和金属丰度的函数的简单拟合关系,在$T_{\rm eff} = 28000 - 45000$ \,K范围内有效。由于系统性较低的$\dot{M}$,我们的新模型表明,在大质量恒星的演化模拟中可能需要新的速率。
2020-08-13 astro-ph.SR
A Radio Census of the Massive Stellar Cluster Westerlund 1
大质量恒星和它们的恒星风对于许多反馈过程都很重要。在恒星风中损失的质量可以帮助确定恒星的终点是NS还是BH。然而,质量损失对大质量恒星后主序星演化阶段的影响还没有很好的理解。Westerlund 1是一个理想的天体物理实验室,可以在其中非常详细地研究大质量恒星及其在大量不同进化阶段的风。目的:我们的目标是研究Westerlund 1的无线电发射,以测量来自大质量恒星群体的无线电通量,并在可能的情况下确定质量损失率和光谱指数。研究方法:2015年和2016年,澳大利亚望远镜紧凑阵列(ATCA)在5.5和9 GHz使用多种配置进行了观测,最大基线范围从750米到6公里。结果如下:从完全连接的数据集中,在射电中检测到30颗恒星,其中10颗是WR(主要是晚型WN星),5颗YHG,4颗RSG,1颗LBV星,sgB[e]星W9和几颗O和B超巨星。在射电中发现了5颗WR星和5颗OB超巨星的新的源探测。这些发现为3个新的OB超巨星双星候选者提供了证据,这些证据是从光谱指数极限推断出来的。结论:光谱指数和指数极限确定了Westerlund 1中的大质量恒星。对于发现具有部分光学厚发射的簇成员,计算质量损失率。在热辐射恒星风和稳定质量损失率的近似下,估计了8个WR的聚集比。在整个星系团中都探测到了弥散的无线电辐射。探测到无线电发射的节点,没有已知的恒星对应物,表明这个星团内介质的高度聚集结构,可能是由…
2019-09-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Recent advances in non-LTE stellar atmosphere models
在过去的几十年里,恒星大气模型已经成为理解大质量恒星的关键工具。应用光谱分析,这些模型提供了定量的信息,恒星风的性质以及基本的恒星参数。复杂的非LTE条件下的恒星风决定了足够的复杂的模式大气代码的发展。计算能力和我们对恒星大气中物理过程的理解的增加,导致模型越来越复杂。因此,出现了可以处理广泛的恒星和风参数的代码。在简要介绍了恒星大气模拟的基本原理之后,将讨论目前阶段的块状和线状覆盖模型大气。最后,将概述下一代恒星大气模型的发展方向。除了讨论多维的方法,我将强调耦合流体力学与一个复杂的处理辐射转移。下一代模型将能够从第一性原理预测风参数,这可能为我们理解大质量恒星物理学、演化和死亡的各个方面打开新的大门。
2017-02-15 astro-ph.IM astro-ph.SR
Theory of Winds from Hot, Luminous Massive Stars
大质量恒星的高光度通过恒星连续辐射的线散射驱动强烈的恒星风。本文回顾了这样的线驱动的动力学,第一次建立在标准CAK模型的稳定风,并推导出相关的分析标度的质量损失率和风速法。接下来总结了这种线驱动固有的强线消影不稳定性(LDI)的起源和性质,包括稳定风基的扩散线阻力效应的作用,然后描述了如何将不稳定性和阻力纳入平滑源函数(SSF)方法中,用于对所得风结构的非线性演变进行随时间变化的模拟。审查的结论与解释观测诊断的温度,密度和速度的广泛结构的影响进行了讨论。除了通常的聚集效应对密度平方诊断的影响外,光学厚团块的空间孔隙度可以减少单密度连续吸收,并且一种速度孔隙度或速度,可以减少谱线的吸收强度。总体目标是阐明辐射驱动的丰富物理学,以及在为热星风通常复杂的结构和可变性开发动力学模型方面面临的挑战。
2014-09-07 astro-ph.SR
The VLT-FLAMES Tarantula Survey XVII. Physical and wind properties of massive stars at the top of the main sequence
超大质量恒星(VMS)的演化和命运与它们的质量损失性质密切相关。它们的初始质量和最终质量由于质量损失而显著不同。VMS具有强烈的恒星风和极高的电离通量,这被认为是巨大Hii区域中机械和辐射反馈的关键来源。然而,人们对VMS在恒星演化过程中的质量损失性质如何变化知之甚少。在VLT-火焰狼蛛调查(VFTS)的框架中,我们探索了从光学薄O到密集WNH星风的质量损失过渡区,从而测试理论预测。为此,我们选择了62 O,Of,Of/WN和WNh恒星,这是一个前所未有的恒星样本,具有已知的最高质量和光度。我们进行光谱分析的光学VFTS以及近红外VLT/SINFONI数据使用非LTE辐射转移代码CMFGEN获得恒星和风参数。首次,我们观测解决光学薄O和光学厚WNH星风之间的过渡。我们的研究结果表明,存在一个扭结之间的质量损失制度,与最近的MC模拟。对于光学厚的制度,我们确认从以前的理论和观测研究的爱丁顿因子的陡峭的依赖。跃迁发生在MS上,接近10^6.1 Lsun的光度,或80... 90 Msun。在这个极限以上,我们发现,即使考虑到中等风聚集(f = 0.1),风的质量损失率也比目前恒星演化计算中采用的标准规定有所提高。我们还表明,这导致大量的氦表面富集。基于我们的光谱分析,我们能够提供迄今为止已知的VMS最准确的电离通量,证实VMS在电离和塑造环境中的关键作用。
2014-07-07 astro-ph.SR
Limiting Accretion onto Massive Stars by Fragmentation-Induced Starvation
大质量恒星通过辐射、风和超新星爆炸影响周围环境,这与它们的数量远远不成比例。然而,启动和管理大质量恒星诞生的物理过程仍然知之甚少。两个被广泛讨论的模型是分子云核的整体坍塌和竞争吸积。为了了解更多关于大质量恒星形成的信息,我们使用FLASH自适应网格细化代码对旋转的大质量云核的坍缩进行了模拟,包括非电离辐射和电离辐射的辐射加热。这些模拟显示,在建立大质量恒星所需的极密集的吸积流中,引力不稳定性导致了碎片化。次级恒星在这些流动中迅速形成,并增加了原本会被中心大质量恒星消耗的质量,我们称之为碎片诱导饥饿。这就解释了为什么大质量恒星通常被发现是高阶恒星系统的成员,而高阶恒星系统本身又属于包含所有质量恒星的大型星团。辐射加热并不能阻止碎片化,但确实会导致更高的金斯质量,从而导致比没有加热时更少和更多的大质量恒星。这个机制再现了观察到的星团中恒星总质量与最大恒星质量之间的关系。它预测了在坍缩核心中心的强烈的聚集和沉积结构,正如最近观察到的那样。我们推测,在原始恒星形成过程中也会有类似的机制。
2010-09-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
On the optically-thick winds of Wolf-Rayet stars
沃尔夫-拉叶(WR)恒星的强风对于大质量恒星的机械和化学反馈非常重要,并决定它们是以中子星还是黑洞的形式结束生命。在这项工作中,我们从理论上研究了氮序列的无氢WR星(WN星)的质量损失性质。我们连接恒星的结构模型,他星与风模型光学厚风,并评估如何这两种类型的模型可以同时满足各自的声波点条件。固定外层风定律和终端风速,我们得到了WR星在核心氦燃烧阶段的光学厚,辐射驱动风的质量损失率的唯一解。由此产生的质量损失关系作为恒星参数的函数,同意与以前的经验关系。此外,我们遇到恒星质量的限制,低于此没有连续的解决方案存在。虽然这些质量限制与银河系中WR恒星的观测结果一致,但它们与LMC的观测结果相冲突。虽然我们的研究结果证实,特别是经常使用的经验质量损失关系的斜率,他们意味着,只有部分的观察到WN人口可以理解的框架内的标准假设的顺利跨音速流和紧凑的恒星核心。这意味着可能必须采用其他方法,例如聚集和膨胀的风结构,或偏离音速点处的扩散极限。定性地说,WR型风形成的质量极限的存在可能与双星系统中未检测到低质量WR星有关,这被认为是Ib/c型超新星的祖先。在这项工作中得到的音速点条件可能提供一种可能性,包括光学厚风的恒星演化模型中的物理动机的形式比目前的模型。
2017-10-12 astro-ph.SR
UV diagnostic of porosity-free mass-loss estimates in B stars
我们试图建立证据,在UV P天鹅座线剖面风丛生和孔隙度的迹象随速度而变化。我们的目标是证明经验,而在大多数风速光学厚团块只覆盖恒星表面的一小部分,接近终极速度窄吸收组件(NAC)出现在紫外线的覆盖因子是近似统一的。SEI线合成模型被用来确定在12个B 0至B4超巨星的样品中的SiIV 1400共振线偶极子的蓝色和红色分量的径向光学深度。我们专注于发达的NACs和相对较低的终极速度,使SiIV的双重组件可以被视为辐射去耦和独立形成的恒星。对于所有12颗恒星,在NAC中蓝色与红色分量的平均光学深度比(即振子强度比)比在中等和较低速度下更接近~ 2。质量损失率和根据NAC光学深度计算的Si^3+离子分数的乘积比在终极速度的约0.4至0.6处采样的质量损失值高约2至9倍。由于风有效地成为“顺利”在高NAC的速度和柱密度均匀分布在恒星盘,光学深度的NAC不严重影响孔隙度和这一功能,从而提供了最可靠的测量质量损失率的紫外线。讨论了这一结果在晚O型矮星的弱风问题和早O型超巨星的PV质量损失不协调中的应用。
2013-09-09 astro-ph.SR
Dynamically inflated wind models of classical Wolf-Rayet stars
经典Wolf-Rayet相的剧烈质量损失对大质量恒星的后期演化和最终命运具有重要意义。我们开发了球对称的时间依赖性和稳态流体动力学模型的辐射驱动的风外流和相关的质量损失从经典WR星。模拟的基础上相结合的不透明度通常用于静态恒星结构和演化模型与一个简单的参数化形式的增强线不透明度预期在超音速外流。我们的模拟揭示了高质量损失率开始在深和热的光学厚层T \approx 200 kK左右。由此产生的速度结构是非单调的,可以分为三个阶段:i)初始加速到超音速,ii)停滞甚至减速,iii)快速再加速的外部区域。在收敛的稳态模拟中看到的特征结构与我们的时间相关模型的流出特性吻合得很好。通过直接比较我们的动态模拟相应的流体静力学模型,我们明确表明,需要调用额外的能量传输对流效率低下的地区的恒星结构和演化模型仅仅是一个人工制品的执行流体静力学的外边界。此外,“动态膨胀”的内部区域,我们的模拟提供了一个自然的解释,经常发现预测的流体静力学WR半径和那些从光谱推断之间的不匹配。最后,我们对比我们的模拟与替代最近WR风模型的基础上,共同移动的框架辐射转移计算辐射力。由于CMF传输目前不能处理非单调的速度场,在这里发现的特征减速区域在这样的模拟中通过调用一个特设的非常高的聚集度来避免。
2020-12-10 astro-ph.SR
Modeling the signatures of interaction in Type II supernovae: UV emission, high-velocity features, broad-boxy profiles
由于质量损失是大质量恒星的一个基本现象,与星周物质(CSM)的相互作用在核心坍缩超新星(SNe)中应该是普遍的。撇开极端CSM密度,范围,或质量通常遇到的类型IIn SNe,我们调查了不同的长期辐射特征之间的相互作用的类型II SN喷出物和CSM对应的质量损失率高达10 $^{-3}$ $M_{\odot}$年$^{-1}$。由于这些CSM是相对纤细和光学薄的电子散射超过几个恒星半径,辐射流体动力学是不是必不可少的,人们可以直接处理的相互作用作为一个额外的电源在非局部热力学平衡辐射转移问题。自激波爆发以来积累的CSM在外部喷出物中形成致密壳,并导致谱线中的高速吸收特征,即使对于可忽略的激波功率。除了巴耳末线,这样的功能可能会出现在NaID,HeI线等较强的相互作用加强了连续通量(优先在紫外线),淬灭吸收的P-Cygni公司,提高镁II $λλ$ $2795,2802$双峰,并促进生产的一个广泛的boxy H $α$发射组件。外部喷射物中电离的上升可能会淬灭一些线(例如,CaII近红外三重态)。相互作用功率优先出现在UV中,特别是在稍后的时间,将光学颜色转变为蓝色,但适度增加光学光度。强热化和聚集似乎是使相互作用在光学上超发光所必需的。紫外线范围包含的基本签名,提供关键的限制,以推断质量损失的历史和内部运作的核心塌陷SN祖细胞死亡。
2022-04-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Influence of XUV radiation on Pv ionization fraction in hot star winds
对热星风质量损失率的不同诊断提供了难以相互协调的结果。被广泛接受的存在,在热星风聚集意味着一个显着减少的观测质量损失率估计诊断依赖于密度的平方。此外,紫外线Pv共振线表明,热星的质量损失率可能需要更强的减少,前提是Pv至少在一些热星中是磷的主要电离阶段。后一种假设受到XUV辐射可能存在的挑战。在这里,我们研究的XUV辐射的Pv电离分数的热星风的影响。通过详细求解流体动力学、辐射转移和统计平衡方程,我们证实,足够强的XUV辐射源可能会降低Pv电离分数,可能使Pv线作为可靠的质量损失率指标贬值。另一方面,XUV辐射也影响驱动风的较重离子的电离分数,导致风的终极速度减小。因此,我们得出结论,XUV辐射单独不能使理论和观测一致。我们通过一个合适的公式拟合我们预测的风质量损失率,并将结果与观测的质量损失率诊断进行比较。我们发现,对于超巨星和巨星的理论预测并不矛盾的质量损失率估计的基础上的X射线线轮廓或密度平方诊断。另一方面,对于主序星,预测的质量损失率仍然明显高于从Pv或X射线线推断的。这表明,最近在低光度主序星中发现的“弱风问题”在某种程度上也可能发生在高光度恒星中。
2012-08-09 astro-ph.SR
State-of-the-art simulations of line-driven accretion disc winds: realistic radiation-hydrodynamics leads to weaker outflows
本文提出自洽处理频率依赖辐射转移、电离状态和辐射加速度的2.5D辐射流体动力学方法,发现AWD中真实线驱动外流因过度电离而显著减弱。
2023-12-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR