Very Massive Stars: a metallicity-dependent upper-mass limit, slow winds, and the self-enrichment of Globular Clusters
天体物理学中的一个关键问题是关于恒星是否存在质量上限，如果存在，是什么物理机制设定了这个上限，这也可能决定了质量上限是否与金属丰度（Z）有关。我们认为，由辐射驱动的风介导的线不透明度的质量损失是设置质量上限的主要候选人之一。我们目前的质量损失预测（dM/dt_wind）的Monte Carlo辐射转移模型的相对较冷（Teff = 15 kK）膨胀的非常大质量的恒星（VMS）与大爱丁顿伽马因子在质量范围100-1000 Msun作为金属丰度的函数下降到1/100 Z/Zsun。我们采用我们的Monte Carlo方法的流体动力学版本，使我们能够同时预测质量损失率（dM/dt_wind）和终端风速（vinf）。有趣的是，我们发现风的终极速度（vinf）是低（100-500公里/秒）在一个广泛的Z-范围内，我们建议，从VMS的慢风是一个重要的来源，自我富集的球状星团。我们还发现质量损失率（dM/dt_wind），超过了典型的质量吸积率（dM/dt_accr）的0.001 Msun/yr在恒星形成。我们将我们的质量损失预测表示为质量和Z的函数，发现log dM/dt = -9.13 +2.1 log（M/Msun）+0.74 log（Z/Zsun）（Msun/yr）。即使恒星风不会直接停止和逆转恒星形成过程中的质量吸积，如果最大质量的恒星是通过恒星合并形成的，恒星风的质量损失可能会主导恒星…
2018-04-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Photometric detection of internal gravity waves in upper main-sequence stars. IV. Comparable stochastic low-frequency variability in SMC, LMC, and Galactic massive stars
本文利用TESS光变曲线和高斯过程回归，比较了银河系、LMC和SMC大质量恒星的随机低频变率，发现其性质在不同金属丰度下一致，并支持从年轻星的核激发内部重力波向演化星的次表层对流主导机制转变。
2024-11-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Massive stars evolution: feedbacks in low-Z environment
大质量恒星是矮星系化学演化的驱动力。本文综述了大质量恒星演化的基本理论和低Z环境下恒星演化的特殊性。我们讨论核合成方面和什么意见可能会限制我们对第一代恒星的看法。
2019-11-05 astro-ph.SR
The hydrogen clock to infer the upper stellar mass
最大质量的恒星控制着化学富集、机械和辐射反馈以及它们宿主环境的能量收支。然而，大质量恒星最初是如何形成的，以及它们在整个生命过程中是如何演变的，这一点还不清楚。最大质量恒星的质量损失仍然是恒星物理学中的一个关键未知数，对恒星反馈和人口产生影响。在这项工作中，我们比较网格的超大质量恒星（VMS）模型的质量范围从80- 1000 Msun，一系列的输入物理。我们包括增强风接近爱丁顿限制作为比较标准的O-星风，与现今的观测结果~50- 100 Msun星。我们探测相关的表面H丰度（XS），以确定VMS演化的关键特征相比，O星。我们发现我们的模型与增强风处方的行为有根本性的差异，在160万年的恒星质量收敛，无论初始质量。事实证明，由于VMS在质量阈值以上的化学均匀性，Xs是破译初始质量的重要工具。我们使用XS来打破两个组件的分离的二进制，并在狼蛛星云的WNh恒星的样本的初始质量的简并。我们发现，对于某些对象，初始质量是不受限制的，因此，即使初始质量的顺序1000 Msun不排除。再加上160万年的质量周转，Xs可以被用作确定上层恒星质量的“时钟”。
2022-09-01 astro-ph.GA 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
PolStar -- An Explorer-Class FUV Spectropolarimetry Mission to Map the Environments of Massive Stars
PolStar是一个探索者级远紫外（FUV）分光偏振测量任务，旨在瞄准大质量恒星及其环境。PolStar将利用FUV中仅有的共振线，首次测量大质量恒星周围的磁和风环境，以限制旋转和质量损失模型。
2019-11-15 astro-ph.SR
Wind Models for Very Massive Stars in the Local Universe
一些研究声称恒星的质量上限为150 Msun。一个经常被忽视的因素是，由于质量损失，最大质量恒星的当前质量和初始质量之间可能存在显着差异。质量上限可能更高，可能超过200 Msun。然而，只要对接近爱丁顿（=伽马）极限的质量损失只有有限的定量知识，质量上限的问题就仍然不确定。出于这个原因，我们提出了质量损失的预测，从蒙特卡罗辐射转移模型非常大的恒星高达300 Msun。使用我们新的动力学方法，我们发现一个向上的转折或“扭结”的质量损失与伽马依赖，在我们的模型风变得光学厚的点。这是第一个质量损失的预测，从光学薄O-星风光学厚沃尔夫-拉叶风的过渡已经解决。
2011-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Effects of stellar evolution and ionizing radiation on the environments of massive stars
我们讨论了两个重要的影响，逃逸恒星的天体层：电离光子远远超出了天体顶的传播，和快速演化的大质量恒星（和他们的风）接近他们的生命结束。热恒星发射电离光子，伴随着对周围环境有显著动力学影响的光加热。3D模拟表明，失控O型星周围的HII区域驱动着锥形壳的膨胀，并在它们穿过的介质中留下低密度的尾流。对于晚O型星，这种对星际介质的反馈比来自恒星风的反馈更重要。在生命的后期，O型恒星演化成冷却的红超巨星的速度比它们的环境反应的速度更快，产生短暂的星周结构，如双弓激波。这为在参宿四周围观察到的弓形激波和线性棒状结构提供了解释。
2014-07-31 astro-ph.GA astro-ph.SR
Physics and evolution of the most massive stars in 30 Dor. Mass loss, envelope inflation, and a variable upper stellar mass limit
质量高达80 Msun的恒星质量黑洞合并被确认为强大的引力波辐射源，这使得人们对大质量恒星的物理学产生了更大的兴趣。在大麦云（LMC）的30多尔恒星形成区，已经发现了这类天体可能的祖先的最大样本，即质量高达300 Msun的超大质量恒星（VMS）。VMS的物理和演化是高度不确定的，主要是由于它们接近爱丁顿极限。在这项工作中，我们调查的两个最重要的影响，被认为是发生在爱丁顿极限附近。通过光学厚风增强的质量损失，以及径向膨胀的恒星包层的形成。我们在LMC金属丰度计算VMS的演化模型，并在30 Dor进行年轻恒星星族的人口合成。我们发现，增强的质量损失和信封通货膨胀有一个最大质量的恒星的演化占主导地位的影响。虽然我们的新模型很好地描述了观测到的质量损失特性和相关的表面氦富集，但发现观测到的O星质量损失率覆盖的范围比理论预测的要大得多，最年轻的物体的质量损失率特别低。此外，（旋转）表面富集的O-星制度似乎没有得到很好的理解。在赫兹-罗素图（HRD）中，质量最大的恒星的位置会受到质量损失和包层暴胀的影响。例如，大多数在30 Dor的发光B超巨星，以及在最高光度下的缺乏，可以通过包层膨胀和质量损失的组合来解释。最后，我们发现，推断的初始恒星质量的上限在较大的30 Dor区域是显着低于在其中央集群R 136，这意味着一个可变的上限的恒星质量。
2021-01-11 astro-ph.SR
Luminous and Variable Stars in M31 and M33 V. The Upper HR Diagram
我们给出了M31和M33中大质量恒星的HR图，包括几种不同类型的发射线恒星：已确认的亮蓝变星（LBV），候选LBV，B[e]超巨星和温暖的超巨星。我们估计它们的视温度和光度与它们各自的大质量恒星种群进行比较，并评估这些不同类别的演化，大质量恒星和它们的演化状态的可能关系。几个LBV候选者位于LBV/S Dor不稳定带附近，这支持了他们的分类。然而，大多数B[e]超巨星的亮度都不如LBV。其中许多尘埃非常多，红外线通量占其总通量的三分之一或更多。它们与其他明亮的OB星也相对孤立。总的来说，它们的空间分布表明它们处于一种更进化的状态。有些可能是后RSG，如温暖的超巨星，并且可能有不止一条成为B[e]星的路径。LBV和B[e]超巨星在光谱、光度、空间分布和尘埃的存在或缺乏方面有足够的差异，可以得出结论，一个群体不会演变成另一个群体。
2017-07-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Can star cluster environment affect dust input from massive AGB stars?
我们研究了大质量渐近巨星分支（AGB）恒星在其母星团中的束缚比例以及这些恒星受到团内紫外（UV）场照射的影响。我们采用了一套N-体模型的恒星集群的动力学演化在银河系的潜力，在太阳的银河中心半径。团模型相结合的恒星演化公式，恒星光谱库，和简单的模型在拱星环境（CSE）中的SiO光解。星团的初始恒星质量从$50\rm M_\odot$到$10^{5}\rm M_\odot$不等。得出的结果为个别集群相结合，使用质量分布函数的年轻星团。我们发现，大约30%的大质量AGB恒星最初出生在星团成为成员的领域人口，而其余的演变在星团。它们受到强烈的簇内紫外辐射的照射，导致SiO分子的光解半径减小，在许多恒星中下降到尘埃形成区。在没有尘埃屏蔽的情况下，紫外光子在CSE中的穿透深度超过$10R_*$的占64%，超过$2 R_*$的占42%。如果这抑制了随后的尘埃形成，那么来自本地银河系中AGB星的硅酸盐尘埃的当前注入速率最多从$2.2 \times 10^{-4}\rm M_\odot\,kpc^{-2}\,Gyr^{-1}$降低到$1.8 \times 10^{-4}\rm M_\odot\,kpc^{-2}\,Gyr^{-1}$。一个较低的修正值为40%的预期分数的太阳前硅酸盐颗粒从大规模的AGB恒星仍然很高，以解释未检测到这些颗粒在陨石。
2015-08-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
The physics governing the upper truncation mass of the globular cluster mass function
球状星团（GC）种群的质量函数是一个基本的观测值，它描述了这些大质量星团形成和演化的物理条件。星团质量函数的高质量端通常用Schechter函数来描述，其质量为指数截断质量$M_{c,*}$。对于室女座星系团的GC质量函数，这个截断质量随星系质量（$M_{*}$）而增加。在本文中，我们拟合Schechter质量函数的GC在最大质量星系群（$M_{\mathrm{200}} = 5.14 \times 10^{13} M_{\odot}$）的E-MOSAICS模拟。E-MOSAICS中的基准团簇形成模型再现了室女座星系团的$M_{c,*}$与$M_{*}$的观测趋势。因此，我们研究的起源的关系拟合$M_{c,*}$作为星系质量的函数，有和没有占质量损失的两体松弛，潮汐冲击和/或动力学摩擦。在没有这些质量损失机制的情况下，$M_{c,*}$ - $M_{*}$关系在$M_* > 10^{10} M_{\odot}$之上是平坦的。因此，正是星系中的高质量GC被$M_{*}\sim 10^{10} M_{\odot}$破坏，降低了这些星系中的$M_{c,*}$。高质量的GC能够在更大的星系中生存，因为有更多的合并，以促进它们重新分布到密度较低的环境中。因此，$M_{c,*}-M_*$关系是大质量星团的形成条件及其环境依赖的破坏机制的结果。
2021-12-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Thermal generation of the magnetic field in the surface layers of massive stars
本文讨论了一种基于能斯特效应的大质量热恒星磁场产生的新机制。这种机制可以在O星和B星的高层大气中运行，在那里偏离LTE形成一个具有逆温度梯度的区域。
2017-09-07 astro-ph.SR
Discovery of a ~23 Mjup Brown Dwarf Orbiting ~700 AU from the Massive Star HIP 78530 in Upper Scorpius
我们目前发现的一个亚恒星的同伴在一个广泛的轨道上围绕~2.5 Msun恒星HIP 78530，这是一个成员的5万年前的上天蝎座协会。我们已经获得了超过两年的随访成像，并表明，同伴和主要共享共同的自行。我们还获得了伴星的JHK光谱，并证实了它的低表面重力，与系统的年轻年龄一致。与Drift-Phoenix合成光谱的比较表明有效温度为2800+/-200 K，与年轻和年老矮星的模板光谱的比较表明光谱类型为M8+/-1。根据它的热光度和演化模型的预测，伴星的质量估计为19-26兆焦耳。伴星的角距为4.5”，在主星的距离为156.7秒差距时，对应的投影距离约为710天文单位。这颗伴星的质量比是所有已知伴星中最低的（约0.009），距离大于100天文单位。
2011-01-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
SGR 1935+2154's Quiet Local Environment: Clues for Its Progenitor
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics, Nanjing University, Ministry of Education（南京大学现代天文与天体物理教育部重点实验室）；South-Western Institute for Astronomy Research, Yunnan University（云南大学西南天文研究所）
通过研究SGR 1935+2154的局部星系环境，发现其周围恒星密度较低，暗示其可能由非超大质量恒星坍缩或双星合并形成，而非超大质量恒星坍缩。
2026-03-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Stochasticity, a variable stellar upper-mass limit, binaries and star-formation rate indicators
使用我们的二进制人口和光谱合成（BPASS）的代码，我们探讨恒星形成率指标的随机抽样恒星初始质量函数，增加了集群质量依赖恒星质量上限，包括双星的影响。我们创建的合成光谱的年轻的集群和恒星形成的星系，并比较这些观察的H（α）发射孤立的集群和H（α）和FUV发射附近的星系之间的关系。我们发现，观察集群往往有利于一个纯粹的随机抽样的初始质量函数的集群小于100米（太阳），而不是最大的恒星质量取决于集群的总质量。更难确定对于更大质量的星团是否也是如此。我们还发现，双星模糊了一些观测差异时，发生的集群质量依赖恒星的质量上限时，施加填充IMF。在模拟星系中观测到的H（alpha）和FUV恒星形成率比时，这种影响最大。这是因为双星演化过程中的质量转移和恒星合并会产生更多的大质量恒星和质量大于初始最大值的恒星，而初始最大值施加在恒星星族上。
2012-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Fitting formulae for evolution tracks of massive stars under extreme metal poor environments for population synthesis calculations and star cluster simulations
我们设计了极端贫金属环境下大质量恒星演化轨道的拟合公式，其中$M_\odot$和$Z_\odot$分别为太阳质量和金属丰度。我们的拟合公式是基于参考恒星模型，我们已经通过模拟EMP星的时间演化新获得的。我们的拟合公式考虑了以蓝超巨星（BSG）结束的恒星，以及跳过赫兹弹簧间隙（HG）相位和蓝环的恒星，这是大质量EMP星的特征。在我们的拟合公式中，当恒星完成其核心氦燃烧（CHeB）阶段时，它们可能仍然是BSG星。我们的拟合公式与我们的恒星演化模型符合得很好。我们可以使用这些拟合公式的SSE，BSE，NBODY4和NBODY6代码，这是广泛用于人口合成计算和星团模拟。这些拟合公式对于制作EMP环境下形成的二元黑洞的理论模板是有用的。
2020-05-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Massive Star Multiplicity: The Cepheid W Sgr
我们用哈勃空间望远镜上的STIS摄谱仪获得了W-Sgr系统的光谱。光谱将系统分解为遥远的伴星B和光谱双星（A = Aa + Ab），伴星B是系统中最热的恒星。A和B之间的距离为0.16”。我们已经提取了这两个的光谱。我们在Aa + Ab光谱中没有看到造父变星不能解释的通量，并对F5 V和$\leq$ 1.4 Msun的伴星Ab的光谱类型和质量设定了上限。使用Benedict等人的HST FGS测量的轨道，这导致造父变星质量的上限为$\leq$ 5.4 Msun。我们还讨论了两个可能的遥远的同伴。根据2 MASS点源星表的测光，它们不是W Sgr系统的物理伴星。
2009-02-19 astro-ph.SR
Interactions in massive binary stars as seen by interferometry
随着大收集面积仪器的出现，光学长基线干涉测量法可探测的物体数目正在稳步增加。在这里，我们提出了一些大质量双星的结果，显示使用这种技术的兴趣，研究这些系统中的相互作用的洞察力。事实上，许多具有扩展环境的大质量恒星拥有或怀疑拥有伴星。这些伴星可能在塑造系统的星周环境方面发挥重要作用。这些例子提供了一个观点，其中双星可能是这些恒星活动的一个因素。
2012-01-08 astro-ph.SR
Photometric detection of internal gravity waves in upper main-sequence stars. III. Comparison of amplitude spectrum fitting and Gaussian process regression using celerite2
使用空间测光对大质量恒星的研究表明，它们通常表现出随机低频（SLF）变化。这被解释为是由内部重力波（IGW）在恒星内部的对流和辐射区域的界面处激发引起的，例如对流核心或次表面对流区。我们的目的是比较的TESS任务所观察到的大质量主序星的SLF变化的性质确定不同的统计方法，并确认之间的相关性的形态SLF变化和恒星的位置在HR图。从TESS观测到的30颗大质量恒星的样本中，我们比较了SLF变率的所得参数，特别是特征频率，从拟合光变曲线的振幅谱中获得，并使用celerite2高斯过程（GP）回归软件和阻尼SHO内核拟合光变曲线的协方差结构中推断出来。我们发现从振幅谱拟合和拟合的光变曲线的协方差结构，使用GP回归celerite2仅为少数所考虑的样品中获得的特征频率的差异。然而，以前报告的质量、年龄和SLF变异特性之间的趋势仍然不受影响。GP回归是一个有用的和新颖的方法，有效地在大质量恒星的SLF变化相比，以前的技术在文献中使用。我们的结论是恒星的SLF的变化，特别是特征频率，和它的位置在HR图之间的相关性是强大的主序星大质量恒星。在大质量恒星中，SLF光变的随机性也存在一个分布，这表明在大质量恒星中，SLF光变的相干性也是质量和年龄的函数。
2022-11-15 astro-ph.IM astro-ph.SR
Interacting Binary Star Environments and the W Ser - DPV - Algol Connection
本文综述了近年来对几类相互作用双星的研究，重点介绍了激变变星、类大陵变星和最近发现的双周期变星。序列W蛇形（非常大的不规则的变化和大的质量损失）$\to$ DPVs（较小的质量与规则的变化和循环的质量损失）$\to$ Algols（甚至更小的质量与小的质量损失）可能对应于一个进化序列，并说明了质量转移率在塑造这些系统的可观测和质量损失属性的重要性。
2009-04-09 astro-ph.SR
Photometric detection of internal gravity waves in upper main-sequence stars. II. Combined TESS photometry and high-resolution spectroscopy
上下文大质量恒星被预测激发内部重力波（IGW）的湍流核心对流和湍流压力波动在其近地表层。这些IGW在传输恒星内部的角动量和化学物质方面非常有效，但它们在很大程度上不受观测约束。目标。我们的目标是在赫兹-罗素图中的大量O型和早期B型恒星上对IGWs进行光度检测，并解释大质量恒星光球中随机变化的无处不在的检测。方法.我们结合了高精度的时间序列测光从美国宇航局过境系外行星调查卫星与高分辨率地面光谱的70颗恒星的光谱类型O和B探测IGWs的光度特征和参数之间的关系，如光谱质量，光度和宏观湍流。结果一个恒星的位置之间的关系被发现在光谱赫兹-罗素图和随机光度变化的大质量恒星的光变曲线的振幅和频率。此外，随机变率的性质与大质量恒星的谱线中的宏观湍流速度展宽具有统计相关性。结论.常见的合奏形态的随机低频变化检测空间测光和宏观湍流的关系是强有力的证据IGWs在大质量的恒星，因为这些类型的波是独特的，在提供主导的切向速度场所需的解释所观察到的光谱。
2020-06-08 astro-ph.SR
On the minimum radius of very massive neutron stars
NICER和钱德拉天文台在PSR J 1614 -2230和PSR J 0740 +6620中建立大质量中子星半径的前景，有可能将物质的状态方程（EoS）限制到远远超过质量为$\sim 1.4\,{\rm M}_{\odot}$的典型恒星的密度。在这项工作中，我们调查的半径之间的关系非常大质量的中子星的最大质量，$M_{\rm max}$，由致密物质EoS支持。将强子物质模型的结果与包含一阶强子到夸克相变的模型的结果进行对比。我们发现，$M_{\rm max}$的下限与大质量夸克半径的上限，用于排除太软的夸克物质，和$M_{\rm max}$的上限与大质量夸克半径的下限强烈不利于过渡到太硬的夸克物质出现在低密度。从未来的引力波事件的吸入双星的半径推断所发挥的补充作用也简要讨论。
2020-06-29 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Evolved massive stars and their impact on their environment
Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文研究所）
本文综述大质量恒星演化晚期星风与爆发性质量损失对周围环境的影响，并展望平方公里阵列在表征星周环境及连接超新星性质方面的关键作用。
2026-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Upper Initial Mass Function from Ultraviolet Spectral Lines
空间紫外线波长区域包含来自大质量热恒星的强谱线。这些特征在风中形成，对光度和质量很敏感，并最终对初始质量函数提供约束。新的辐射流体动力学模型的恒星风被用来构建一个理论光谱库的大质量恒星列入人口合成。该模型进行了比较观察附近的星团，在本地星系的星暴地区，和遥远的恒星形成星系。这些数据与一个近似普遍的Salpeter型初始质量函数是一致的。我们发现没有证据表明环境对初始质量函数的影响。一些模型的不足之处：恒星旋转和二进制的演变不占，并可能成为越来越重要的贫金属系统。
2010-09-01 astro-ph.CO astro-ph.SR
