The Great Dimming of Betelgeuse: a Surface Mass Ejection (SME) and its Consequences
明亮的超巨星参宿四(猎户座阿尔法,HD 39801)在2020年1月27日$-$ 2月13日经历了历史性的光学变暗。许多成像和光谱观测整个电磁波谱之前,期间和之后,这一调光事件。参宿四的这些观测揭示了一个实质性的表面质量喷射(SME)发生并通过超巨星的扩展大气向外移动。2019年1月至3月发生了一次光球冲击,在接下来的11个月里穿过恒星的扩展大气层,导致大气中产生尘埃。由于大量的物质外流,恒星光球层的温度降低,色球层的密度降低。喷射的质量可能代表了恒星每年总质量损失率的一个重要部分,这表明偶发的质量损失事件可以贡献与恒星风相当的数量。在SME之后,参宿四留下了一个较冷的平均光球,一个不寻常的短光度振荡,速度偏移减少,以及在大昏暗之后两年多的光学和径向速度中的$\sim$ 400天脉动消失。
2022-08-02 astro-ph.SR
The non-uniform, dynamic atmosphere of Betelgeuse observed at mid-infrared wavelengths
我们提出了在11.15微米波长的红超巨星参宿四的连续表面的干涉研究,使用伯克利红外空间干涉仪在2006年和2010年之间每年获得的数据。这些数据允许一个光学厚层的调查在1.4恒星半径的光球。该层在11.15微米处的光学深度为~1,温度在1900 K和2800 K之间变化,外半径在1.16和1.36恒星半径之间变化。电子-氢原子碰撞对该层的不透明度有显著贡献。该层具有在观测时期之间变化的不均匀强度分布。这些结果表明,大规模的地面对流活动强烈影响的内部大气的动力学参宿四,和质量损失过程。
2011-09-09 astro-ph.IM astro-ph.SR
Making sense of the spectral line profiles of Betelgeuse and other Red SuperGiants
本文通过解析辐射转移模型,提出红超巨星谱线强度与偏振轮廓宽度差异源于速度梯度大小变化,并解释了参宿四与RW Cep的观测差异,支持单次散射近似。
2025-03-24 astro-ph.SR
Imaging the dynamical atmosphere of the red supergiant Betelgeuse in the CO first overtone lines with VLTI/AMBER
我们提出了第一个1-D孔径合成成像的红超巨星参宿四在个别CO的第一泛音线VLTI/琥珀。重建的1-D投影图像显示,该恒星出现不同的蓝翼,线中心,和红翼的个别CO线。蓝翼和线中心的一维投影图像显示出明显的、不对称的延伸分量,高达~1.3个恒星半径,而红翼中的一维投影图像则没有显示出这样的分量。观测到的谱线中的一维投影图像可以用一个模型来合理解释,在这个模型中,在一个大于恒星尺寸一半的区域内,CO气体以0--5 km/s的速度向外轻微移动,而在其余区域内,气体以20--30 km/s的速度快速下落。2008年和2009年的CO线AMBER数据之间的比较表明,在光球和外大气中的CO线形成区域的动态显着的时间变化。与线数据相反,连续体中的重建的1-D投影图像仅显示出与均匀盘或边缘变暗盘的轻微偏差。我们推导出均匀盘的直径为42.05 +/- 0.05质量,幂律型边缘变暗盘的直径为42.49 +/- 0.06质量,边缘变暗参数为(9.7 +/- 0.5)× 10^{-2}。后一种角直径导致连续体形成层的有效温度为3690 +/-54 K。这些直径证实了参宿四的近红外尺寸在过去的18年里几乎是恒定的,与最近报道的中红外尺寸明显减少形成鲜明对比。在2008年和2009年采取的连续数据显示没有或只有边际的时间变化,远小于目前的三维对流模拟预测的最大变化。
2011-04-05 astro-ph.SR
Betelgeuse Just Isn't That Cool: Effective Temperature Alone Cannot Explain the Recent Dimming of Betelgeuse
我们介绍了2020年2月15日红超巨星参宿四的光学分光光度法,在其最近前所未有的变暗事件中。通过将这个光谱与冷超巨星的恒星大气模型以及其他银河系红超巨星的分光光度法进行比较,我们得出结论,参宿四目前的有效温度为3600 +/- 25 K。虽然这比参宿四最近的光变曲线演化之前的测量稍冷,但有效温度的下降不足以解释参宿四最近的光学变暗。我们建议,情节性的质量损失和增加的大颗粒的星周尘埃量沿我们的视线到参宿四是最有可能的解释,其最近的光度演变。
2020-02-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Spatially Resolved Observations of Betelgeuse at 7mm and 1.3cm Just Prior to the Great Dimming
我们提出了空间分辨观测参宿四(猎户座α)获得的卡尔G。Jansky甚大阵列(VLA)于2019年8月2日在~ 7 mm(44 GHz)和~ 1.3 cm(22 GHz)的波长下,就在2019年底至2020年初发生的历史光学调光开始之前。我们的测量结果表明,在半径r~2-3R ~* 之间,大气的温度和密度结构最近发生了变化。在7毫米处,这颗恒星比之前发表的1996- 2004年的观测时间暗了20%。在r~2.1R ~*(R ~* 为正则光球半径)处,我们测量了平均气体温度T_B = 2270 + 260 K。这比以前报道的类似半径下的温度低约2 sigma,比以前的半经验大气模型预测的低> 1200 K。在r~2.6R*(T_B = 2580 ± 260 K)处测得的亮温也比根据以往测量的趋势所预期的要冷。在我们目前的测量中,恒星的亮度轮廓似乎相对平滑和对称,没有明显的巨对流单体或其他表面特征的特征。然而,方位平均亮度分布被发现是更复杂的比一个均匀的椭圆盘。我们的观测是在紫外线光谱测量揭示参宿四南半球色球层电子密度增加的证据之前大约六周获得的,伴随着大规模的外流。我们讨论了可能的情况下,这些事件与观察到的无线电性质的明星,包括通过一个强大的冲击波。
2022-06-08 astro-ph.SR
ALMA high resolution observations of Betelgeuse: Persistent structure spanning the inner atmosphere
ESO/ALMA(欧洲南方天文台/阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列);Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester(曼彻斯特大学乔德雷尔银行天体物理学中心);Center for Astrophysics and Space Astronomy, University of Colorado(科罗拉多大学天体物理学与空间天文中心);Massachusetts Institute of Technology Haystack Observatory(麻省理工学院海斯塔克天文台);Dublin Institute for Advanced Studies(都柏林高等研究院)
本研究借助ALMA高分辨率观测参宿四内部大气,发现其存在持久的热结构,推测与极区对流相关,气体发射结构较2015年显著变化,未观测到明确的恒星自转证据。
2026-09-01 astro-ph.SR
The Betelgeuse Enigma: The Betelbuddy Hypothesis
研究通过直接成像确认猎户座β星的伴星存在,其亮度和位置与预测一致,为超新星爆发前兆的讨论提供了新证据。
2026-01-06 astro-ph.SR
The many faces of Betelgeuse
红超巨星参宿四的表面和内部大气的动力学是许多高角分辨率和光谱研究的主题。在这里,我们提出了三个望远镜的干涉数据在11.15微米波长的伯克利红外空间干涉仪(ISI),探测恒星表面连续。我们发现在2006年至2009年期间,恒星的大小、有效温度和不对称程度都有显著的变化。这些结果可能表明,在恒星光球层附近有一个不断演化的光学厚物质壳层。
2010-12-02 astro-ph.IM astro-ph.SR
ALMA and VLA reveal the lukewarm chromospheres of the nearby red supergiants Antares and Betelgeuse
首先,我们提出了空间分辨ALMA和VLA连续观测的早期M红超巨星仙女座搜索在无线电波长的色球的存在。我们解决了自由的自由发射的大气在11个独特的波长之间的0.7毫米(ALMA波段8)和10厘米(VLA S波段)。投影的角直径被发现不断增加,随着波长的增加,从低的50.7质量在0.7毫米到431质量在10厘米的直径,这对应于光球角直径的1.35和11.6倍,分别。所有四次ALMA测量都表明,大气的形状是拉长的,在相似的位置角上有15%的平坦度。大气的盘平均气体温度最初从1.35 $R_{\star}$处的2700 K的值上升(即,0.35光球层上方的$R_{\star}$),在$\sim$ 2.5 $R_{\star}$时达到3800 K的峰值,之后逐渐降低到11.6 $R_{\star}$时的1650 K。气体温度在1.35 $R_{\star}$和$\sim$ 2.5 $R_{\star}$之间的上升是红超巨星光球层以上色球温度上升的证据。我们检测到一个明确的变化,在整个采样波长范围内的光谱指数,与0.7毫米和1.4厘米之间的通量密度${S_ν} \propto ν^{1.42}$,我们与色球为主的发射,而4.3厘米和10厘米之间的通量密度${S_ν} \propto ν^{0.8}$,我们与风为主的发射。然后,我们对另一颗早M红超巨星参宿四的远紫外辐射场进行了非局域热平衡模拟,…
2020-06-14 astro-ph.SR
Detection of Rydberg lines from the atmosphere of Betelgeuse
该研究首次探测到参宿四近表面的 H30α 与金属 Rydberg 组合线 X30α,并结合观测轮廓和半经验大气模型确认其起源与大气诊断价值。
2024-04-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Betelgeuse: Detection of the Expanding Wake of the Companion Star
Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森天体物理中心);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱顿天文台);Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理学研究所)
本研究通过光谱分析发现,参宿四可能存在一个轨道周期约2000天的伴星,其轨道位于2.3个恒星半径处,导致色球层喷流和吸收特征的变化,推测其引发的扩展尾迹。
2026-01-01 astro-ph.SR physics.space-ph
Left Ringing: Betelgeuse Illuminates the Connection Between Convective outbursts, Mode switching, and Mass Ejection in Red Supergiants
本文利用流体动力学模拟揭示了红超巨星 Betelgeuse “大变暗”背后的机制:异常高温对流羽流上升引发表面物质抛射并打破脉动相位相干性,导致脉动周期从 400 天基模切换至 200 天第一泛音,预测其将在 5-10 年内恢复基模。
2023-05-16 astro-ph.SR
The close circumstellar environment of Betelgeuse. IV. VLTI/PIONIER interferometric monitoring of the photosphere
上下文冷的大质量演化恒星的质量损失机制知之甚少。参宿四的接近使它成为一个吸引人的目标,研究它的大气层,绘制它的信封形状,并遵循它的风的结构,从光球到星际介质。目标。参宿四的强烈对流运动与其质量损失之间存在联系。我们的目标是约束光球对流模式的空间结构和时间演变,并寻找这种联系的证据。方法.我们报告新的干涉观测在红外H波段使用VLTI/PIONIER仪器。我们在2012年1月至2014年11月期间监测了参宿四的光球层,以寻找可能引发外流的演变。结果我们在低空间频率的干涉观测与光球上存在的热点是兼容的,该热点具有一个恒星半径的特征宽度。它似乎是叠加在较小尺度的对流型。在更高的空间频率域中,我们观察到的观测和预测的三维流体动力学模拟之间的显着差异。结论.我们为红超巨星光球层中存在对流模式提供了新的证据。推测的热点可能是一个巨大对流单体的顶部,尽管仅凭这些干涉测量观测无法排除恒星的非对称延伸。所观察到的表面特征的属性显示出更强的对比度和不均匀性预测的三维辐射流体动力学模拟。我们建议,大的观察功能修改的对流模式在恒星表面的方式,模拟无法再现签名。
2016-03-30 astro-ph.SR
The inner dust shell of Betelgeuse detected by polarimetric aperture-masking interferometry
围绕着充满尘埃的恒星风起源于演化的恒星的理论仍然陷入争议之中。在表面上方大约第一个恒星半径范围内描述形成轨迹和尘埃分布对于理解质量损失现象背后的物理学至关重要。利用干涉偏振测量,我们得到的基本参数,支配尘埃结构的风基地的红超巨星。我们提出了近红外孔径掩蔽观测参宿四偏振模式获得的NACO/SAMPol仪器。我们使用参数模型和辐射转移模拟来预测偏振差分能见度数据,并将其与SPHERE/ZIMPOL测量结果进行比较。使用薄的尘埃壳模型,我们报告的尘埃晕,位于只有0.5 R $_{\star}$以上的光球(即1.5 R $_{\star}$的尘埃晕的内半径)的发现。在米氏散射假设下,通过拟合数据,我们估计了各种尘埃的粒度和密度。通过使用辐射转移模拟外推到可见光波长,我们将我们的模型与SPHERE/ZIMPOL数据进行比较,发现基于以镁橄榄石为主的尘埃混合物的模型最受欢迎。如此紧密的尘埃大气层对红超巨星周围的尘埃形成机制有着深远的影响。
2019-07-19 astro-ph.SR
New Spatially Resolved Observations of Betelgeuse from the VLA and ALMA: Evidence for Atmospheric Perturbations from a Close Companion
Massachusetts Institute of Technology Haystack Observatory(麻省理工学院海斯塔克天文台);Jodrell Bank Centre for Astrophysics, School of Physics and Astronomy, University of Manchester(曼彻斯特大学物理与天文学学院乔德雷尔银行天体物理中心);European Southern Observatory/Atacama Large Millimeter/submillimeter Array(欧洲南方天文台/阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列)
本研究利用VLA和ALMA对参宿四开展多频率空间分辨观测,发现其大气亮温度分布演化、温度极小值等特征,并证实近距伴星对大气存在周期性扰动。
2026-08-05 astro-ph.SR
The Photospheric Temperatures of Betelgeuse during the Great Dimming of 2019/2020: No New Dust Required
形成红超巨星(RSG)扩展大气层的过程,加热它们的色球层,创造分子库,驱动质量损失,并产生尘埃仍然知之甚少。参宿四2019年9月/2020年2月的V波段“大调光”事件及其随后的快速增亮为研究这些现象提供了难得的机会。出现了两种不同的解释来解释变暗;新的尘埃出现在我们的视线中,减弱了光球的光线,或者光球的大部分已经冷却。在这里,我们提出了五年的翼三过滤器(A,B和C波段)TiO和近红外测光在Wasatonic天文台获得。这表明光球层的部分平均有效温度($(T_{\rm eff}$)明显低于Levesque和Massey(2020年)发现的温度。来自MARCS模型光球和光谱的合成光度学表明,如果有多个光球成分,则可以定量再现V带、TiO指数和C带光度学以及先前报告的4000-6800埃光谱,正如VLT-SPHERE图像所暗示的那样(Montarges等人,2020年)。如果冷却器组件的$ΔT_{\rm eff} \ge 250$ K低于3650 K,则不需要新的粉尘来解释可用的经验约束。主要短($\sim 430$天)和长周期($\sim 5.8$年)V波段变化的重合发生在接近深极小期的时间(Guinan等人,2019年)。这与杜普利等人(2020年b)最近报告的V等和光球径向速度的强相关性是一致的。这表明,大部分可见恒星的冷却有一个与光球运动有关的动力学起源,可能是由脉动或大规模对流…
2020-11-11 astro-ph.SR
High spectral resolution imaging of the dynamical atmosphere of the red supergiant Antares in the CO first overtone lines with VLTI/AMBER
我们使用VLTI/ABER在单个CO第一泛音线中呈现了红色超巨星心宿二(alpha Sco)的高光谱分辨率孔径合成成像。重建的图像显示,该恒星在蓝翼,线中心和红翼中的表现不同,并显示出不对称的延伸组件。恒星在CO谱线内的外观在一年内发生了剧烈的变化,这意味着大气中的速度场发生了显着的变化。我们的模拟表明,外层大气(MOL球)延伸到1.2- 1.4恒星半径,CO柱密度为(0.5- 1 × 10 ^{20} cm^{-2}),温度约为2000 K。虽然2009年的速度场的特点是20- 30公里/秒的强烈上升流运动,但在2010年,它变成了强烈的下降流。另一方面,连续体中的AMBER数据仅显示出与边缘变暗的盘的轻微偏差,并且仅显示出边缘的时间变化。我们推导出边缘变暗的盘直径为37.38+/-0.06 mas,幂律型边缘变暗参数为(8.7+/-1.6 x10 ^{-2}(2009)和37.31+/-0.09 mas和(1.5+/-0.2 x10 ^{-1}(2010)。我们还得到Teff = 3660+/-120 K和log L/Lsun = 4.88+/-0.23,这表明质量为15+/-5 Msun,年龄为11-15百万年。这个年龄与最近估计的上天蝎座OB协会的年龄一致。北斗星外层大气的性质与另一颗研究得很好的红超巨星参宿四相似。猎户座和参宿四的扩展外层大气的密度比目前的三维对流模拟预测…
2013-04-30 astro-ph.SR
Is Betelgeuse Really Rotating? Synthetic ALMA Observations of Large-scale Convection in 3D Simulations of Red Supergiants
针对Betelgeuse异常旋转速率问题,提出大尺度对流运动可模拟旋转假象,通过3D CO5BOLD模拟与ALMA合成观测证明其高概率被误判为快速旋转,指出需进一步观测以确证。
2024-02-17 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.flu-dyn
The Stagger-grid: A Grid of 3D Stellar Atmosphere Models - II. Horizontal and Temporal Averaging and Spectral Line Formation
我们研究的平均方法与不同的参考深度尺度的三维流体动力学模型大气计算的交错代码的影响。时间和空间平均(以下简称为<3D>)模式进行了探索,在当地的热力学平衡(LTE)谱线形成的光通过比较光谱计算使用全三维大气结构与那些从<3D>平均。我们探讨的方法,计算平均<3D>分层的交错网格时间相关的三维辐射流体动力学大气模式,考虑四个不同的参考深度尺度(几何深度,柱质量密度,和两个光学深度尺度)。此外,我们调查的影响,替代平均值(对数或强制流体静力平衡,通量加权温度)。对于线的形成,我们计算在LTE中Fe i和Fe ii线的生长曲线。四<3D>个参考深度尺度的分层结果可能有很大不同。我们通常发现,在高层大气中,在超绝热区域的光学表面,温度和密度的波动是最高的,差异变得相当大,并增加较高的Teff,较低的logg,和较低的[Fe/H]。谱线形成的差分比较显示出取决于应用哪种模型的显著差异<3D>。恒定柱质量密度层上的平均值产生<3D>LTE线形成的最佳平均表示,而恒定几何高度层上的平均值是最不合适的。出乎意料的是,在恒定光学深度的层上通常优选的平均值倾向于增加反向造粒对更高有效温度的干扰,特别是在低金属度下。
2013-10-14 astro-ph.SR
Dimming events of evolved stars due to clouds of molecular gas. Scenarios based on 3D radiation-hydrodynamics simulations with CO5BOLD
针对参宿四调光事件揭示的大质量恒星演化认知缺口,通过CO5BOLD三维辐射流体模拟提出三种分子气体云遮挡情景,解释暗斑形成与调光机制,为超巨星调光事件提供理论依据。
2024-11-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Excitation of an Outflow From the Lower Solar Atmosphere and a Co-Temporal EUV Transient Brightening
我们分析的H $α$线翼内的吸收事件,确定为浪涌,和共空间的EUV增亮的演变,空间和时间尺度类似于一个小的闪光灯。我们进行了多波长,多仪器分析使用高节奏,高分辨率的数据,收集的干涉二维光谱仪的邓恩太阳望远镜,以及星载大气成像组件和日震和磁成像仪仪器板载太阳动力学天文台。一个位于AR 11579的主黑子后面的谱斑区域内的大吸收事件被确定在H-α线翼内。这一事件被发现是co-spatially链接到一个中等规模(直径约4角秒)增亮的过渡区和日冕。这种喷射似乎有一个抛物线的演变,首先在H-α蓝色机翼中形成,然后在H-α红色机翼中消失和重新出现,并且包括许多较小的原纤维事件。视线光球磁场显示没有证据的取消导致这一事件。我们的研究已经确定了明确的证据,表明过渡区中至少有一部分瞬态增亮事件与大型爆发事件(如浪涌)期间来自太阳低层大气的较冷等离子体的涌入有关。这些意见同意以前的数值研究的性质的闪光灯,因此,表明磁重联的驱动程序的分析浪涌事件,但是,需要进一步的研究来证实这一点。
2013-10-31 astro-ph.SR
Lower solar atmosphere and magnetism at ultra-high spatial resolution
我们提出的科学情况下,未来的天基望远镜的目的是非常高的空间和时间分辨率成像的太阳光球和色球。以前的任务(例如,这些卫星(位于南伊诺德)已经证明了在不受地球大气污染的情况下以高空间分辨率观测太阳光球层和色球层的能力。我们在这里认为,增加空间分辨率(从目前的70公里到25公里的未来)和高时间节奏的观测将大大提高我们的理解的物理过程控制太阳磁场及其特征尺度。这一点特别重要,因为太阳的磁场驱动着太阳活动,并能显著影响日地系统。与此同时,更好地了解太阳磁力可以大大提高我们对其他天体物理物体的了解。
2016-12-07 astro-ph.SR
Tomography of evolved star atmospheres
冷巨星和超巨星是宇宙中最大和最明亮的恒星之一,因此主导了其宿主星系的整体光。在过去的几十年里,这些恒星被广泛研究,但它们的光度变化和质量损失仍然受到很大的限制。演化恒星的大气具有复杂的动力学特征,这是由于不同的相互作用过程,如对流,脉动,分子和尘埃的形成以及质量损失的发展。这些动力学过程影响谱线的形成,产生其不对称性和多普勒频移。因此,通过研究空间和时间尺度上的线轮廓变化,有可能重建恒星的大气运动,并将其与光度变化和质量损失联系起来。层析成像方法是一种理想的方法,它是通过恒星大气的横截面和恢复的速度场的每一个大气切片的基础上,为此目的。我们提出的层析成像方法及其应用的光谱和光谱干涉观测的巨星和超巨星,以及国家的最先进的三维数值模拟,以限制他们的大气运动的空间和时间尺度上,更好地了解各自的机制负责其光度变化和质量损失。
2023-01-04 astro-ph.SR
Inversions of synthetic umbral flashes: effects of the scanning time on the inferred atmospheres
使用仪器记录选定波长的窄带图像是太阳观测的常用方法。它们允许通过在每个线位置处用2D图像对斯托克斯轮廓进行采样来扫描谱线,但是需要在谱分辨率和时间节奏之间进行折衷。我们评估的影响,随时间变化的收购不同波长的光谱偏振剖面的反演色球线在阴影闪烁。用MANCHA程序模拟了太阳黑子中非线性波的传播。用NICOLE程序计算了NLTE中Ca Ⅱ 8542 A谱线的合成斯托克斯参数。人工配置文件具有相同的波长覆盖范围和时间的节奏从报告的观测构建和反演。并与原模式进行了比较。推断的大气提供了一个合理的表征的热力学性质的大气在大多数阶段的本影闪光。只有在闪光的早期阶段,当冲击波达到线的形成高度时,斯托克斯轮廓呈现明显的波长偏移和其他虚假变形。这些功能被误解的反演代码,它可以返回不切实际的大气模型从一个很好的拟合斯托克斯配置文件。误导的结果包括闪烁的大气具有强烈的下行流,即使模拟显示在本影闪光期间的上升流,以及磁场强度的大变化。我们的分析验证了反演斯托克斯配置文件通过顺序扫描某些选定的波长的线配置文件,即使在快速变化的事件,如本影闪光的情况下。然而,在闪光的发展阶段的短时间内,反转是不可靠的。
2018-02-14 astro-ph.SR
Explosion of red-supergiant stars: influence of the atmospheric structure on shock breakout and the early-time supernova radiation
对II型超新星(SNe)2013 cu和2013 fs的早期观测揭示了喷出物与恒星表面附近物质的相互作用。与SN 2010 jl型不同,它与密集风的相互作用持续了约1年,相互作用在2- 3天后减弱,这表明它有一个密集而紧凑的星周包层。在这里,我们使用多群辐射流体力学和非局域热平衡辐射转移来探索嵌入在各种致密包层中的红超巨星(RSG)爆炸的性质。我们考虑的情况下,一个扩展的静态大气或稳态风,采用一系列的质量损失率。冲击爆发的信号,SN辐射高达10天,和喷出物的动力学强烈的影响,这附近的环境的属性。这就影响了早期观测对Rstar的约束。2013 fs和2013 cu的2-3d窄谱线的存在需要~0.01Msun的材料茧到5- 10 R星。谱线从电子散射发展到多普勒展宽,其发射峰的蓝移越来越大。最近的研究提出,在RSG寿命的最后几个月/年,质量损失率从0.001到1 Msun/yr的超级风阶段,尽管没有观测限制,这种外部物质是稳态流出。或者,观测结果可以解释为RSG恒星在其复杂的大气层内爆炸。事实上,空间分辨的观测显示,RSG星有扩展的大气层,存在向下流动和向上流动到几个Rstar,即使在标准的RSG中,如参宿四。在恒星和风之间的中间区域的质量负载可以容纳解释2013 fs观测所需的0.01 Msun。因此,在核心坍缩之前出现一个令人困惑的超级风阶段可能是多余的。
2017-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing the Extended Atmospheres of AGB Stars: I. Synthetic imaging of 1D hydrodynamical models at radio and (sub-)millimeter wavelengths
本文利用一维动力学大气和星风模型在射电及(亚)毫米波段对AGB星延展大气进行合成成像,揭示了激波传播与可观测特征的关系,并强调了多波段观测对解释当前和未来观测数据的重要性。
2024-10-09 astro-ph.SR
Extended atmosphere of the yellow hypergiant V509 Cas in 1996-2018
利用1996-2018年在R $\ge$ 60 000的6米望远镜上对黄超巨星V509 Cas进行的光谱监测数据,详细研究了它在扩展大气各层的运动学状态。没有发现伴星存在的迹象。在金属离子的允许和禁止发射上测量的径向速度的一致性,以及它们严格的时间稳定性,使我们选择恒星的系统速度Vsys= $-63$ km/s。在星周介质中形成的禁戒[NII]发射的位置是严格稳定的,并且相对于金属离子发射系统地移动了$-6$ km/s。在1996年的观测之后,得出了[NII]发射半宽度和强度(谱线变得更窄和更强)变化的结论,这些参数在随后的22年观测中没有变化。从短波Fe Ⅱ(42)吸收分量测得的速度位于Vr= $-$(84 $÷$ 87)km/s的窄区间内,这表明大气上层膨胀的稳定性。超巨星的整体大气层是稳定的,不包括靠近光球的层。由强金属离子吸收核的位置确定的Vr= $-$(52 $÷$ 71)km/s范围内的速度变率,可能是形成这种类型谱线的深大气层中脉动的表现。
2019-01-24 astro-ph.SR
Non-LTE line formation of Fe in late-type stars - III. 3D non-LTE analysis of metal-poor stars
作为天文学中最重要的元素之一,铁丰度的测定需要尽可能准确。我们调查的准确性光谱铁丰度分析使用原型贫金属星。我们进行详细的三维非LTE辐射转移计算的基础上的三维流体力学Stagger模型的大气,并采用一个新的模型原子,包括新的量子力学中性氢碰撞速率系数。除了红巨星HD 122563之外,我们发现3D非LTE模型实现了Fe i/Fe ii激发和电离平衡,并且在0.05 dex的建模不确定度内没有任何等效宽度的趋势,所有这些都不必调用任何微湍流加宽;对于HD 122563,我们预测目前最好的基于地球引力的表面重力被高估了0.5 dex。使用3D非LTE分析,我们从3D模型大气中推断出的铁丰度比1D MARCS模型大气中的相应丰度高出约0.1 dex;这些差异与非LTE效应本身的方向相同。我们提供了偏离系数,等效宽度和丰度校正的网格,这些网格是在1D MARCS模型大气和水平和时间平均的3D Stagger模型大气上计算的。
2016-09-14 astro-ph.SR
Collisionless and collisional kinetics of a plasma atmosphere with spatially and temporally intermittent heating at its base
LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris-Cité(拉格朗日力学与天体物理实验室,巴黎天文台,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,巴黎西岱大学)
研究日冕底部时空间歇性加热对其温度和密度结构的影响,通过引入随机热边界条件等,在动力学框架内推导解析解,分析不同时间尺度下加热及碰撞对热结构的作用,揭示稀疏间歇性加热能产生超热粒子分布并再现日冕热结构。
2026-10-14 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Atmospheric molecular blobs shape up circumstellar envelopes of AGB stars
针对AGB碳星大气和尘埃形成区分子气体分布及抛射方式不明的问题,本文以1个恒星半径分辨率观测IRC+10216,发现HCN等分子谱线对应光球大对流胞,其与脉动及伴星共同塑造星周包层。
2024-12-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Neutron Star Atmosphere-Ocean Dynamics
本文分析了中子星等离子体大气与库仑液体海洋的动力学,发现在不同等离子体beta区间下分别呈现涡旋急流与磁岛网格结构,对解释X射线观测具有重要意义。
2024-06-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
An extended and refined grid of 3D STAGGER model atmospheres. Processed snapshots for stellar spectroscopy
针对1D模型大气的系统性误差,研究更新了3D STAGGER-grid模型大气网格,通过216条Fe I谱线和8个模型测试发现,水平网格下采样至80x80及采样10个独立快照可最小化光谱诊断误差,最终公开发布243个模型以提升光谱分析精度。
2024-05-13 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Polar Vortex Hypothesis: Evolving, Spectrally Distinct Polar Regions Explain Short- and Long-term Light Curve Evolution and Color-Inclination Trends in Brown Dwarfs and Giant Exoplanets
本研究提出极涡假说,认为褐矮星与巨型系外行星光谱独特且长期演化的极区可解释其颜色-倾角等观测趋势,通过时空大气模型验证了该假说的合理性,指出一维静态大气模型的局限性。
2024-10-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
NLTE line formation of Fe for late-type stars. I. Standard stars with 1D and <3D> model atmospheres
我们调查偏离LTE的Fe线形成的一些研究晚型恒星在不同的演化阶段。根据目前最新的理论和实验数据,建立了一个新的Fe原子模型。Fe的非局域热力学平衡(NLTE)线形成计算使用1D流体静力学MARCS和MAFAGS-OS模型大气,以及空间和时间的平均分层从全三维流体动力学模拟恒星对流计算使用Stagger代码。结果表明,在NLTE条件下,用Drawin(1969)公式计算的H I,包括校正的非弹性碰撞,用一维和平均三维模型都能很好地建立Fe I/Fe II电离平衡。强的低激发Fe I线对大气结构非常敏感;经典的一维模型不能提供一致的激发平衡,特别是对于冷的贫金属恒星。一个更好的协议之间的Fe I线跨越的范围内的激发电位得到的平均3D模型。使用1D和平均3D模型确定的标准恒星的平均NLTE金属丰度是完全一致的。此外,由电离平衡得到的NLTE光谱有效温度和重力与其他方法确定的结果一致,红外通量方法和双折射,如果恒星参数之一是独立的约束。
2012-07-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
The inner disk of RY Tau: evidence of stellar occultation by the disk atmosphere at the sublimation rim from K-band continuum interferometry
我们提出的模型,其目的是解释我们的近红外($K$ -波段:$2.1\,μ$ m)干涉观测,同时保持一致的光谱能量分布的光学近红外部分的拱星盘的RY头的内部区域。我们的亚毫弧秒分辨率CHARA阵列观测补充较短的基线,档案数据从PTI,KI和VLTI/重力和建模使用轴对称蒙特卡罗辐射转移代码。$K$波段的vibrium很好地拟合模型,包括一个中心恒星照亮一个磁盘与一个内边缘形状的尘埃升华在$0.210\pm0.005\,$ au,假设观察几何形状采用毫米干涉($65^{\circ}$倾斜与磁盘主轴位置角$23^{\circ}$)。这个升华半径与硅酸盐颗粒的预期一致,硅酸盐颗粒的最大尺寸为$0.36-0.40\,μ$ m,对不透明度有贡献,并且比理论上的磁层截断半径更远离恒星。CHARA探测到的最长基线上的可见光表明,我们缺乏对恒星光球层的清晰视线。相反,我们的分析表明,中心恒星被靠近升华边缘的盘表面层所掩盖。虽然我们没有看到我们的多历元CHARA观测的时间变化的直接证据,我们建议RY~Tau的非周期性光度变化可能与磁盘表面层结构的时间和/或方位角变化有关。
2020-05-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR