Explaining the winds of AGB stars: Recent progress
在渐近巨星分支(AGB)恒星周围观察到的风通常归因于尘埃上的辐射压力,这些尘埃形成于这些脉动的强对流恒星的扩展动力学大气中。目前的辐射流体动力学模型可以解释许多观测到的特征,并且它们即将提供质量损失的预测理论。本文综述了AGB星风的最新结果和正在进行的工作,讨论了驱动机制的关键成分,以及全球3D RHD星和风箱模拟的第一个结果。有了这样的模型,就有可能在完整的3D几何形状中跟踪物质的流动,从AGB恒星的湍流,脉动的内部,通过其大气和尘埃形成区进入风被尘埃上的辐射压力加速的区域。先进的仪器,可以解决恒星大气,那里的风起源,提供必要的数据,测试模型。
2022-04-20 astro-ph.SR
The Role of Internal Photons on the Chemistry of the Circumstellar Envelopes of AGB Stars
最近的高空间分辨率观测的气体和尘埃在拱星信封(CSE)的AGB星的形态比光滑的密度分布所产生的球对称,恒定的质量损失率更复杂。特别是,对螺旋弧和圆盘的观测表明,可能存在一个双星伴星,在某些情况下,它会引起GALEX探测到的紫外光子。在这篇文章中,我们扩展了我们最近的化学模型,在一个cluberous,多孔CSE周围的AGB星,包括恒星黑体光子对CSE化学的影响。我们的研究结果表明,内部的光子,在一个cluberous,多孔的CSE,可以改变化学在几个恒星半径,并为一些分子,改变丰度到几百恒星半径。他们进一步提出,来自伴星或吸积盘的更硬的辐射将对AGB星的尘埃形成区和内部CSE的化学产生重大影响。
2019-02-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Exploring the innermost dust formation region of the oxygen-rich AGB star IK~Tau with VLT/SPHERE-ZIMPOL and VLTI/AMBER
众所周知,渐近巨星分支(AGB)中的低质量和中等质量恒星是星系普遍的尘埃提供者。然而,在AGB星的低温扩展大气中,尘埃的形成和加速机制仍然存在争议。我们提出了可见光偏振成像观测的富氧AGB星IK头与SPHERE-ZIMPOL(相位0.27),以及与琥珀干涉观测。用ZIMPOL在伪连续谱中的三个波长(645、748和820 nm)、在656.3 nm的H $α$线和在717 nm的TiO带中观察到IK Tau。在CO第一泛音谱线2.3PDMATHABMN m(R= 12000)附近的波长范围内进行了AMBER观测。SPHERE-ZIMPOL的偏振成像能力使我们能够在空间上分辨距离中心恒星20- 50质量的尘埃云,当与AMBER测量的中心恒星角直径20.7 $\pm$ 1.53质量相结合时,这相当于2- 5 $R_{\star}$。扩散的、不对称的尘埃排放延伸到$\sim$ 73 $R_{\star}$。我们发现,TiO的发射扩展到150质量(15 $R_{\star}$)。CO谱线中的AMBER数据也表明,分子外层大气延伸到$\sim$ 1.5 $R_{\star}$。尘埃团的二维Monte Carlo辐射传输模拟结果表明,尘埃团的偏振强度和线偏振度可以用小尺度的散射粒子来合理解释。(0.1 $μ$ m)Al $_{2}$ O $_{3}$、MgSiO $_{3}$、或Mg $_{2…
2019-07-12 astro-ph.SR
Synthetic photometry for carbon-rich giants. V. Effects of grain-size-dependent dust opacities
本研究针对富碳AGB恒星,用粒径相关的Mie尘埃不透明度替代小粒子极限近似开展辐射流体动力学模拟,发现风的可变性增强、尘埃性质改变,且测光特性受显著影响,证实建模需采用详细尘埃光学数据。
2023-03-17 astro-ph.SR
Heading Gaia to measure atmospheric dynamics in AGB stars
上下文渐近巨星分支星的特点是复杂的恒星表面动力学,影响测量和放大恒星参数的不确定性。由此产生的恒星光心运动可能会对盖亚的视差测定产生不利影响。目标。我们探讨的对流相关的表面结构在AGB的光心变率的影响。我们量化这些影响来消除观测到的视差误差,并估计基本的恒星参数和动力学特性。方法.我们使用三维辐射流体动力学模拟对流与CO5BOLD和后处理辐射转移代码Optim3D计算强度图在盖亚G带。从这些地图,我们计算的强度加权平均值的所有发射点平铺可见恒星表面,并评估其运动作为时间的函数。我们提取的视差误差从盖亚DR2的半正规变量在太阳附近的样本,并将其与合成预测的照片中心位移。结果AGB星显示出复杂的表面形态,其特征在于存在一些大规模的长寿命对流细胞伴随着短寿命和小规模的结构。因此,视乎所考虑的模拟,光心的位置显示0.077至0.198天文单位(对应恒星半径的5%至11%)的时间偏移。我们发现,对流相关的变化占了很大一部分,我们的样本的半正则变量的盖亚DR2视差误差。最后,我们提出的证据之间的相关性的平均光心位移和恒星的基本参数:表面重力,半径和脉动。我们表示,视差变化可以利用定量使用相应的RHD模拟所观察到的恒星。
2018-08-07 astro-ph.SR
Global 3D radiation-hydrodynamical models of AGB stars with dust-driven winds
恒星风的对流和质量损失是形成渐近巨星分支恒星及其演化的两个动力学过程。观测和早期的3D模型表明,巨大的对流单体导致了高对比度的表面强度模式,并有助于尘埃云的起源。我们研究的形成和由此产生的属性的尘埃驱动的风从AGB星,使用新的全球3D模拟。用CO 5 BOLD程序模拟了两颗M型AGB星的动力学内部结构、大气层和风加速区。这些第一个全球3D模拟是基于频率相关的气体不透明度,它们具有硅酸盐颗粒随时间变化的冷凝和蒸发。对流和脉动自洽地出现,使我们能够推导出风的特性(例如,质量损失率和流出速度),而不依赖于这些过程的参数化描述。与纯径向脉动的一维模型相比,三维模型中由对流和脉动引起的激波覆盖了大部分,但不是整个球体,导致大气层的斑块状非球形结构。由于尘埃的凝结主要取决于气体的密度,新的尘埃云主要形成在大气冲击的密集尾迹中,在那里尘埃可以有效地生长。由此产生的新形成的尘埃的cluerous分布导致了复杂的三维形态的扩展大气和风加速区,同时流入和流出区域接近恒星。高度非球形的等温线和恒星附近的短寿命冷气袋是突出的特征。有效的尘埃形成比温度的球形平均值更接近恒星,在密集的区域,晶粒生长速度高于平均水平。
2023-01-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
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
Constraints on the H2O formation mechanism in the wind of carbon-rich AGB stars
上下文最近探测到的温暖H $_2$ O蒸汽排放的富碳渐近巨星分支(AGB)的恒星流出的挑战,目前的理解拱星化学。两种机制已被调用来解释温暖的H $_2$ O蒸汽的形成。在第一种情况下,周期性的冲击穿过恒星表面上方的介质,导致H $_2$ O的形成。在第二种情况下,紫外星际辐射穿过一个星云状的星周介质,导致在中间风中形成H $_2$ O分子。目标。我们的目标是确定18个富碳AGB星的H $_2$ O发射的性质,并随后限制上述机制中的哪一个提供了最有可能的温暖H $_2$ O形成途径。方法、结果和结论。见纸。
2016-01-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation and X-ray emission from Hot Bubbles in Planetary Nebulae. I. Hot Bubble formation
利用高分辨率二维辐射流体动力学数值模拟研究了行星状星云(PNe)内部热泡的形成和演化。我们考虑到恒星参数的演化,风速和质量损失率从最终的热脉冲在渐近巨星分支(AGB)通过后AGB阶段的初始恒星质量的范围。在热气泡和后掠AGB风壳层之间的界面处形成的不稳定性导致流体动力学相互作用、光蒸发流动和不透明度变化。我们探讨流体动力学混合结合热传导在这个接口上的动态,光电离,和发射率的模型的影响。我们发现,即使没有热传导的模型混合到热泡的质量显着数额。当热传导不包括在内时,热气体可以通过破碎的后掠AGB壳中的团块和细丝之间的间隙泄漏,这使气泡减压。包含的热传导蒸发和加热的材料从clubershells,这扩大密封的差距,防止损失的气泡压力。没有传导的气泡的动力学是由厚的光电离壳的热压力,而与热传导的气泡,它是由热,冲击风为主。
2014-07-05 astro-ph.SR
Wide Binary Effects on Asymmetries in Asymptotic Giant Branch Circumstellar Envelopes
越来越高的空间分辨率的观测揭示了一小部分渐近巨星分支(AGB)恒星的拱星包络存在不对称性。虽然对于它们的起源没有普遍的共识,但一颗双星伴星可能是原因。在这个框架内,我们调查的引力效应与一个足够宽的二元系统,罗氏瓣溢出是不重要的,AGB星的外流信封使用三维流体动力学模拟。由于个别的二进制组件的影响进行了单独的研究,使调查的恒星和拱星特性的细节。AGB星的反射运动改变了风速分布,从而决定了外流包络的整体形状。另一方面,伴星与包层的相互作用产生了一个重力尾流,它在垂直方向上呈现出较薄的形状。这两种模式相互重叠,形成团块状构造。为了说明形状的多样性,我们提出了作为倾斜角的函数的数值结果。不仅是螺旋结构产生的二元相互作用,但弧形图案也被发现,代表前结构时,在不同的倾角。当AGB星的轨道速度与其风速相当时,这些弧揭示了它们的曲率中心的系统移动。在AGB星相对于风速的慢轨道运动的极限下,弧形图案变得接近球对称。我们发现,的图案的整体扁圆形状的纵横比是一个重要的诊断探针的二进制,因为它可以用来约束的AGB星的轨道速度,而且二进制的质量比。
2012-09-10 astro-ph.SR
X TrA through the eyes of MATISSE: More evidence of clumpy molecular layers around C-type asymptotic giant branch stars
University of Vienna(维也纳大学);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Institute of Fundamental Physics (CSIC)(基础物理研究所(西班牙高等科学研究委员会));Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学,CY塞尔吉巴黎大学,法国国家科学研究中心);Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学)
通过MATISSE观测揭示X TrA周围存在团块状分子层,支持C-rich恒星周围存在不规则形态的结论。
2025-12-03 astro-ph.SR
Optical interferometry and Gaia measurement uncertainties reveal the physics of asymptotic giant branch stars
上下文渐近巨星分支星是冷发光的演化恒星,在整个银河系和盖亚数据中都可以很好地观察到。它们有复杂的恒星表面动力学目标。在AGB星CL Lac上,已经证明与对流有关的变化是盖亚DR 2视差的重要部分。我们观察这颗恒星与MIRC-X光束组合器安装在CHARA干涉仪,以检测恒星表面的不均匀性的存在。方法.我们从不同波长的干涉观测中重建了孔径合成图像。然后,我们使用三维辐射流体动力学模拟恒星对流与CO 5 BOLD和后处理辐射转移程序Optim 3D计算强度图的光谱通道的MIRC-X观测。然后,我们确定了恒星半径,并将3D合成地图与重建的地图进行了比较,重点是在1.52和1.70微米两个不同的光谱通道上同时匹配强度对比度,恒星表面结构的形态和感光中心位置。结果我们在两个波长下测量了CL Lac的表观直径,并使用盖亚视差恢复了半径。除此之外,重建图像的特征在于存在更亮的区域,这在很大程度上影响了感光中心的位置。与3D模拟的比较表明,无论是在对比度和表面结构形态的观察,这意味着我们的模型是足够的解释所观察到的不均匀性。结论.这项工作证实了盖亚DR 2的AGB星上存在对流相关的表面结构。我们的研究结果将有助于我们在利用盖亚测量不确定性方面向前迈出一步,使用适当的RHD模拟来提取AGB恒星的基本属性。
2020-06-12 astro-ph.SR
Probing sulfur chemistry in oxygen-rich AGB stars with ALMA
University of Oslo(奥斯陆大学);Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学);Monash University(蒙纳士大学);KU Leuven(荷语鲁汶大学)
通过ALMA观测,研究了五颗富含氧的AGB恒星中硫物种的分布及同位素比,揭示了恒星风中硫的物理条件和化学演化特征。
2025-10-09 astro-ph.SR
Aperture synthesis imaging of the carbon AGB star R Sculptoris: Detection of a complex structure and a dominating spot on the stellar disk
我们提出了近红外干涉测量的富碳渐近巨星分支(AGB)星R雕塑。可见度数据表明,一个广泛的圆形解决恒星盘与复杂的子结构。观测到的琥珀色平方可见度值在CO和CN带的位置显示下降,表明这些线形成于光球层上方的扩展层中。AMBER能见度值最适合无风模式。PIONIER数据与同一模型一致。我们得到的Rosseland角直径为8.9 ± 0.3质量,对应的Rosseland半径为355 ± 55 Rsun,有效温度为2640 ± 80 K,光度为log L/Lsun=3.74 ± 0.18。这些参数与初始质量1.5+-0.5 Msun和当前质量1.3+-0.7 Msun的演化轨迹相匹配。重建的PIONIER图像表现出复杂的结构内的恒星盘,包括一个占主导地位的亮点位于西部的恒星盘。该斑点的H波段峰值强度比边缘变暗校正后的星盘平均强度高出40%至60%。恒星盘面上最小和最大强度之间的对比度约为1:2.5。我们的观测结果与动态大气和风模型的预测大致一致,尽管有风的模型似乎有一个与我们的观测结果相比过于扩展的拱星包络。在星盘中发现的复杂结构很可能是由巨大的对流单体引起的,导致了大规模的激波锋面,以及它们对2-3个恒星半径距离上的光球层中的星团分子和尘埃形成的影响。
2017-02-08 astro-ph.SR
Detection of CI line emission from the detached CO shell of the AGB star R Sculptoris
渐近巨星分支(AGB)上的恒星会失去大量的物质,以至于它们对宇宙的化学演化和尘埃的产生都很重要。AGB的质量损失被认为是随着年龄的增长而逐渐增加,但它也可能以爆发的形式发生,可能与热脉冲现象有关。碳星周围分离的几何薄的CO壳层是短暂而强烈的物质喷射的良好标志。我们的目标是把进一步的限制AGB星周围分离的CO壳层的物理性质。壳层中CO和其他含碳物质的光解导致了检测中性碳谱线的可能性。因此,我们一直在寻找CI($^3P_1-\,^3P_0$)线在492 GHz的两个碳星,S Sct和R Scl,分离的CO壳层的不同年龄,约8000和2300年,分别。检测到CI($^3P_1-\,^3P_0$)线朝向R Scl。谱线强度主要由脱离壳层的发射决定。检测是在一个水平一致的中性碳来自除CO的所有物种的充分的光解离,只有有限的光电离的碳。最好的拟合所观察到的$^{12}$ CO和$^{13}$ CO线强度,假设一个均匀的壳,得到的壳质量约为0.002 $M_\odot$,温度约为100 K,和CO丰度相对于H $_2$为10 $^{-3}$。对于最佳拟合模型,估计的Cl/CO丰度比约为0.3。然而,一些参数指向cluberous介质的方向,并提供了一个可行的解释,在这样的背景下的数据。
2015-09-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
Ammonia in circumstellar environment of V Cyg
赫歇尔空间天文台(HSO)上的HIFI仪器在探测演化恒星周围星周包层的分子线方面非常成功,如大质量红超巨星、渐近巨星分支(AGB)和后AGB恒星以及行星状星云。其中,在富碳AGB星的拱星包层中发现的氨的数量大大超过了富碳星的理论预测。几个方案已经提出来解决这个问题:形成的氨后面的冲击波阵面,光化学过程中的内部部分的信封部分透明的紫外线背景辐射由于cluberous结构的气体,和形成的氨尘埃颗粒。对观测结果的仔细分析可能有助于对氨形成的一种或另一种机制加以限制。在这里,我们提出的非LTE辐射转移模型的氨过渡,包括一个重要的过程中的辐射泵浦通过v $_2$ = 1振动带(在$\sim$ 10 $μ$ m)为V Cyg的结果。HIFI只观测到了572.5 GHz的地面氨跃迁NH $_{3}$ J = 1 $_{0}$ - 0 $_{0}$。因此,为了确定氨的丰度,我们估计NH $_{3}$的光解离半径使用的包络线的化学模型一致的尘埃颗粒的性质从光谱能量分布得出的结论。
2019-11-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Rapidly Evolving AGB Star, V Hya: ALMA finds a Multi-Ring Circus with High-Velocity Outflows
我们用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)以前所未有的角分辨率~0”.4-0”.6观测到了质量损失的碳星V Hya,它显然正在从AGB星过渡到双极行星状星云。我们的13 CO和12 CO(J=3-2和J=2-1)图像导致发现了一组显着的六个膨胀环,这些膨胀环位于系统赤道平面上的一个张开的,扭曲的动力膨胀盘结构(DUDE)中。我们还发现,第一次,几个双极,高速流出,其中一些具有抛物线形态,这意味着宽的开角,而一个(以前发现)是cluerous和高度准直。后者可能与V Hya的高速子弹状电离气体喷射有关;在12 CO图像中可以看到4颗子弹中最古老的一颗的可能分子对应物。我们发现了一个明亮的、无法分辨的中心连续辐射源(半高宽尺寸<~165 au);大约40%的这种辐射可以在标准的射电光球中产生,而剩下的60%可能是由于质量>~10^{-5} Msun的非常大(mm尺寸)的颗粒的热辐射。我们已经使用了一个辐射转移模型来拟合DUDE的13 CO和12 CO排放的显著特征,半径为8”(3200 au),质量为1.7 x 10^{-3} Msun的耀斑盘,其膨胀速度随着半径的增加而迅速增加,在大约200 au的中心区域内,然后在其外部缓慢增加,从9.5到11.5公里/秒。DUDE的潜在密度呈放射状下降,并穿插着局部的增加,这代表了观测上特征良好的最里面的三个环。
2022-02-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Contemporaneous high-angular-resolution imaging of the AGB star W Hya in vibrationally excited H2O lines and visible polarized light with ALMA and VLT/SPHERE-ZIMPOL
本研究利用ALMA和VLT/SPHERE-ZIMPOL对AGB星W Hya进行同期高分辨率成像,发现268 GHz振动激发H2O谱线在恒星表面呈超热或脉泽发射,并伴随内落与外流,且与可见偏振揭示的尘埃云分布高度吻合,表明二者均源于恒星附近非均匀大气中的致密冷气袋。
2024-11-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Role of Ultraviolet Photons in Circumstellar Astrochemistry
质量在1到8个太阳质量(M $_\odot$)之间的恒星在恒星演化的后期,在它们的渐近巨星分支阶段,会以气体和尘埃的形式失去大量的物质。这些恒星提供了星际介质中35%的尘埃,从而为我们太阳系的形成做出了贡献。此外,这些恒星的拱星包层是复杂的有机化学场所,其中检测到超过80种分子。我们发现,内部紫外光子,无论是由恒星本身或从一个近距离,轨道伴侣发射,可以显着改变发生在信封中的化学物质,特别是如果信封是cluerous的性质。至少在这里探讨的情况下,我们发现,恒星的同伴,如白矮星的存在下,高通量的紫外光子破坏H $_2$ O在内部区域的富碳AGB星的水平低于观察到的,并产生物种,如C $^+$在信封深处,与传统的描述拱星化学的预期。
2020-12-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
The K-band highest-resolution images of the Mira star R Car with GRAVITY-VLTI
研究利用 GRAVITY-VLTI 的 K 波段高分辨率观测和图像重建分析 R Car 内层星周环境,测定恒星与 CO 层尺度,并指出镁复合物最可能启动尘埃驱动风。
2023-02-28 astro-ph.SR
High-resolution HST/ACS images of detached shells around carbon stars
目的:分离的壳层携带着它们形成过程的信息,以及由于没有明显的视线混淆而导致的AGB恒星周围星周介质的小尺度结构。研究方法:最年轻的分离壳,那些围绕碳星R Scl和U Cam的壳,在这里用哈勃太空望远镜上的高级巡天相机在散射的恒星光中进行了非常详细的研究。定量结果推导出假设光学薄尘埃散射。结果:发现R Scl和U Cam周围的分离尘埃壳与整体球形对称一致。它们的半径分别为19.2”(对应于8x10^16厘米)和7.7”(5x10^16厘米),宽度分别为1.2”(5x10^15厘米)和0.6”(4x10^15厘米),尘埃质量分别为3x 10 ^-6和3x 10 ^-7 M(太阳)。的R Scl和U凸轮壳的动力学年龄估计分别为1700年和700年,壳宽对应的时间尺度分别为100年和50年。在R Scl壳层的图像中可以清楚地看到小于角秒大小的团块形式的小尺度结构。团状尘埃的平均质量估计约为2x 10 ^-9 M(太阳)。与CO线干涉仪数据的比较表明,尘埃和气体壳层在空间上一致,误差范围(U凸轮<=1”,约为1“)。R Scl为2”)。结论:结果是一致的几何薄的气体和尘埃壳的解释形成的质量损失喷发在He壳闪光,并在与以前的风的相互作用发挥了作用。星团结构存在于R Scl壳层中,可能是质量损失本身的结果,但更可能是膨胀壳层中不稳定性的结果。
2010-03-01 astro-ph.SR
Locating dust and molecules in the inner circumstellar environment of R~Sculptoris with MATISSE
AGB星是银河系中产生尘埃的主要来源之一。然而,目前还不清楚这个过程是什么样子的,以及尘埃在星周环境中的何处凝结。通过描述尘埃和分子在AGB星封闭环境中的位置,我们的目标是更好地了解尘埃形成过程的历史。我们用VLTI-MATISSE仪器在L-和N-波段观测了碳星RScl。VLTI观测的高角分辨率,结合大的UV平面覆盖范围,使我们能够使用图像重建方法。为了限制尘埃和分子的位置,我们使用了两种不同的方法:MIRA图像重建和1D代码RHAPSODY。我们发现了C2 H2和HCN分子在1至3.4 Rstar之间的证据,这比尘埃的位置(3.8至17.0 Rstar之间)更接近恒星。我们还估算了质量损失率为1.2 ± 0.4 × 10 - 6 Msun/年。与此同时,我们证实了先前发表的薄尘壳的特性,由无定形碳(amC)和碳化硅(SiC)组成。然而,没有明确的SiC功能已被发现在MATISSE VIBRARY。这可能是由分子吸收引起的,分子吸收可以影响11.3微米处的SiC带的形状。分子壳层的出现与动力学大气模型的预测吻合得很好。这是我们第一次在AGB星的环境中共同定位尘埃和分子。我们确认分子比尘埃更靠近恒星。MIRA图像揭示了在4.0 Rstar以上的模糊发射区域中存在的clusified环境。此外,在现有的动态范围和角分辨率下,我们没有探测到伴星的存在。结合MATISSE和SAM-VISI…
2022-08-23 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR