Heating and cooling of magnetars with accreted envelopes
我们研究磁星作为冷却中子星的热结构和演化,在内层有唯象热源。我们重点研究磁化(B > 10^{14} G)的非吸积和吸积的最外层包层的影响,这些包层由不同的元素组成,从铁到氢或氦。讨论了中子星外壳热传导和中微子发射的综合效应,并计算了磁星在偶极磁场作用下的冷却过程,包括热层的不同位置、加热速率和磁场强度。强磁场和轻元素组成的综合效应简化了我们模型中磁星的解释:这些效应允许我们在假设不太极端(因此更现实)加热的情况下解释观测结果。大质量的磁星,在其核心有快速的中微子冷却,可以有更高的热表面光度。
2009-02-24 astro-ph.SR
Analyzing Neutron Star in HESS J1731-347 from Thermal Emission and Cooling Theory
超新星遗迹HESS J1731-347的中心致密天体似乎是观测到的最热的孤立冷却中子星。中子星的冷却理论使人们能够通过假设在恒星核心存在强质子超流性和存在几乎完全由碳组成的表面热覆盖层来解释这种恒星的观测。详细阐述了该恒星的冷却模型,以适当考虑由于中子-中子碰撞,这是不抑制质子超流性的中微子发射。利用3.2kpc距离的观测热谱的谱拟合结果和年龄为27 kyr的中子星的冷却理论,得到了比仅用谱拟合得到的更严格的恒星质量和半径的新约束。
2015-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
A model for redistributing heat over the surface of irradiated spider companions
蜘蛛脉冲星是一种二元系统,包含一颗高能毫秒脉冲星,它强烈辐射一颗近轨道低质量伴星。模拟其伴星的光学光变曲线对于研究双星的轨道特性至关重要,包括确定脉冲星质量,描述脉冲星风和恒星本身。我们的目标是推广传统的直接加热模型的照射,即能量沉积到恒星的信封脉冲星风是本地重新发射,通过引入热再分配通过扩散和对流的外部恒星信封。我们近似照射恒星的信封作为一个二维壳。这使我们能够提出一个有效的能量守恒方程,可以在减少计算成本解决。然后,我们在\texttt{Icarus}软件中实现该模型,并使用证据采样来确定PSR J2215+5135的红背伴星的光变曲线的最可能的对流和扩散定律。再分布效应集中在脉冲星辐射的终止线附近,可以产生明显的热点和冷点。在PSR J2215+5135测试的模型中,我们发现所有具有热再分布的模型都比对称直接加热更有可能。最佳拟合的再分布模型包括扩散和均匀旋转的包络。然而,我们警告说,所有的模型仍然存在严重的系统性影响,并且来自脉冲星定时,光谱和距离的先验知识是确定最准确的再分配定律的关键。我们提出了一个扩展的直接加热框架,允许探索各种热再分布效应。未来的工作是必要的,以确定相关的法律,从第一原则和经验使用互补的意见。
2020-11-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hydrodynamic Simulations of Pre-Supernova Outbursts in Red Supergiants: Asphericity and Mass Loss
本研究通过二维流体动力学模拟,改进一维模型,研究红超巨星波热沉积引发的前超新星质量抛射,发现低加热率下包层近似同尺度膨胀,高加热率产生激波,非球对称性小,质量损失有限。
2020-08-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Self-similarity relations for cooling superfluid neutron stars
我们考虑具有核子核的冷却中子星模型,核子核具有中等强度的中子三重态超流性。当内部温度下降到低于核心上的最高临界温度$T_{\rm C}$时,这种超流性开始出现。它产生了一个中微子爆发由于库珀配对的中子,大大加速冷却。我们表明,内部温度$T$内的恒星冷却$0.6\,T_{\rm C} \lesssim T \leq T_{\rm C}$描述的解析自相似关系。测量的有效表面温度的恒星和它的下降,补充假设恒星的质量,半径和组成的热覆盖信封,允许一个家庭的冷却模型参数化的值$T_{\rm C}$。每个模型重建的冷却历史的恒星,包括其中微子发射水平的中子超流开始和库珀配对中微子的强度。最后,利用这些结果解释了仙后座A超新星遗迹中中子星的观测结果。
2014-12-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Shock-heating of stellar envelopes: A possible common mechanism at the origin of explosions and eruptions in massive stars
对宇宙中瞬变现象的观测揭示了与大质量恒星相关的质量喷射特性的光谱,涵盖了从II/Ib/Ic型核心坍缩超新星(SNe)到发光蓝变星(LBV)的巨大爆发和光学瞬变。在这里,我们假设,这些现象的一部分可能有一个爆炸的起源,区分成分是提示能量释放E_dep的信封结合能E_binding的比率。利用一维单群辐射流体力学和一组10- 25 Msun的恒星模型,我们探讨了恒星包层在强烈、突然和深根能量释放下的动力学响应。在能量沉积之后,一个冲击系统地形成,在一天的时间尺度上穿过原始包层,并以一小时到一天的持续时间和10^5-10^11 Lsun的光度爆发。对于E_dep > E_binding,全包络抛射结果具有SN样的热光度和动能,调制与沉积的能量相称,并反映了II型高原SNe的多样性。对于E_dep ~ E_binding,部分包层抛射导致较小的膨胀速度,以及更温和但长达一年的光度平台,使人想起LBV爆发或所谓的SN冒名顶替者。当E_dep < E_binding时,我们得到一个“膨胀”的恒星,长期弛豫回到热平衡。与引力坍缩和II型SNe平行,我们认为,仅仅0.01 Msun的C/O的热核燃烧可以在松散束缚的大质量恒星中提供大范围的爆炸/爆发,例如在8- 12 Msun范围内的恒星,或者更大质量的恒星,由于它们接近爱丁顿极限和/或临界旋转。
2010-03-12 astro-ph.SR
Radio Nebulæ from Hyper-Accreting X-ray Binaries as Common Envelope Precursors and Persistent Counterparts of Fast Radio Bursts
从施主星到黑洞或中子星双星伴星的洛希叶溢出可以演化为不稳定的失控质量转移阶段,持续时间短至数百个轨道(巨型施主星为$\lesssim 10^{2}$ yr),并最终在一个共同的包络事件中达到高潮。在这个短暂的阶段($\dot{M} \gtrsim 10^{5}\dot{M}_{\rm Edd})$)中实现的高度超爱丁顿吸积率伴随着盘风中的强烈质量损失,类似于但甚至比附近宇宙中的超亮X射线(ULX)源更极端。同样与观测到的ULX类似,这种膨胀的外流将膨胀成一个充满能量的等离子体“气泡”进入环双星介质。在这个气泡中嵌入的是一个相对论性电子星云,它在来自内部吸积流的更快的$v \gtrsim 0.1 c$风/喷流的终止激波处被加热。我们提出了一个随时间变化的,一个区域模型的同步辐射的无线电发射和其他可观察到的属性,这样的ULX的“超星云”。如果ULX喷流是重复的快速射电暴(FRB)的来源,正如最近提出的那样,这种超星云可能会产生持续的射电辐射,并为爆发提供大的和时变的旋转测量,与FRB 20121102和FRB 190520 B所看到的一致。ULX超星云可以在射电巡天(如VLASS)中独立于FRB星协而被发现,作为非核点源,其通量可以在短至数年的时间尺度上显著演化,可能预示着来自普通包络合并的能量瞬变。
2022-09-18 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Granulation and Convectional Driving on Stellar Surfaces
本研究通过对比模拟发现,恒星表面对流主要由上方冷却驱动而非下方加热,形成典型光球层米粒组织无需下方对流,这表明无对流包层的恒星也可能存在表面发电机并表现出较强的磁场和日冕活动。
2025-02-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Magnetic neutron star cooling and microphysics
我们研究的相对重要性的几个最近更新的微观物理输入的中子星冷却理论和超强磁场的磁星,包括在其地壳的朗道量子化的影响所带来的影响。我们使用有限差分代码模拟中子星热演化的时间尺度从小时到兆年更新的微观物理输入。短时间尺度($\lesssim1$年)的考虑是可能的热覆盖信封没有准定常近似固有的治疗在传统的中子星冷却代码的治疗。对于强磁化中子星,我们考虑了朗道量子化对热力学函数和热导率的影响。我们模拟了普通中子星和磁星的冷却与非吸积和吸积壳,并与观测结果进行了比较。在强量子化磁场中抑制辐射和传导不透明,并形成凝聚的辐射表面,大大提高了早期的光子光度,使磁星的寿命更亮,但更短。这些效应加上强质子超流性的效应,减缓了数千年年龄的中子星的冷却,可以解释大约一半的磁星的热光度,而无需调用加热机制。观测到的其他磁星的热光度仍然高于理论预测,这意味着加热,但量子化磁场和重子超流性的影响有助于减少差异。
2018-06-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black hole formation and fallback during the supernova explosion of a $40 \,\mathrm{M}_\odot$ star
核心坍缩超新星的回落被认为是解释贫金属恒星丰度异常和黑洞(BH)出生踢和旋转的主要因素。我们提出了第一个3D模拟BH的形成和回落的“流产”中微子驱动的爆炸的$40$太阳质量零金属量祖从崩溃冲击爆发。我们使用相对论CoCoNuT-FMT代码跟踪BH形成的阶段。对于随后的演化冲击爆发,我们应用移动网格代码Arepo核心坍缩超新星的第一次。我们的模拟表明,尽管早期的BH形成,中微子加热的气泡可以存活几十秒,然后被吸积,使他们有足够的时间转移他们的能量的一部分,以维持冲击波传播通过信封。虽然中微子加热的喷出物的初始净能量($\sim 2$ Bethe)勉强等于包层的结合能,但氢的$11\,\mathrm{M}_\odot$仍然以$0.23$ Bethe的能量喷出。我们发现没有显着的混合,只有一个温和的BH踢和旋转,但推测,更强的效果可能会发生稍微更有力的爆炸或祖与不太紧密的约束信封。
2017-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Coriolis darkening in late-type stars II. Effect of self-sustained magnetic fields in stratified convective envelope
本研究通过MHD模拟研究晚型恒星对流包层中磁场对表面亮度分布的影响,发现磁场可改变极赤道亮度对比,并抑制较差自转。
2024-03-13 astro-ph.SR
Continuum Variability of Deeply Embedded Protostars as a Probe of Envelope Structure
恒星可能聚集在大的生长喷流中,然而这一假设的证据是间接的。在恒星生长的最早阶段直接研究吸积是具有挑战性的,因为年轻的恒星深深地嵌入在光学厚的包层中,这些包层的光谱能量分布在远红外中达到峰值,这是很难观察到的。在本文中,我们考虑的可行性,检测吸积爆发,从这些年轻的恒星调查的时间尺度如何的原恒星信封响应中央源的发射特性的变化。包层会因爆发而升温,在所有波长处变亮,发射峰向较短波长移动。这种变化的时间尺度取决于尘埃颗粒加热和重新发射光子的时间,以及能量逃离外壳内部光学厚度部分所需的时间。我们发现,尘埃的响应时间比光子的传播时间要短得多,因此,发射变化的时间尺度是由几何形状所施加的时间延迟所决定的。这些时间在光谱能量分布的峰值附近是几小时到几天,在亚毫米中是几周到几个月。因此,快速检测连续谱变化的理想位置是在光谱能量分布的峰值附近的中红外到远红外,其中发射幅度的变化最大。寻找亚毫米连续辐射的变化也是可行的,尽管有较长的时间间隔和较弱的关系,检测到的发射幅度的量和中心源光度的变化。这样的观测将限制原恒星的吸积历史,并将有助于追踪导致恒星生长的盘/包层不稳定性。
2013-01-30 astro-ph.SR
Going from 3D to 1D: A one-dimensional approach to common-envelope evolution
本文提出一种基于MESA的一维公共包层演化模型,通过参数化阻力与轨道能量加热模拟螺旋内过程,并与三维模拟对比验证,发现复合能对包层抛射至关重要。
2023-11-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass Ejection Driven by Sudden Energy Deposition in Stellar Envelopes
本研究针对潮汐新星等恒星现象中能量突增引发物质抛射的问题,通过一维流体动力学模型探究不同能量沉积条件下的恒星响应,揭示了抛射量与沉积能量的非平凡关系及多次压力波爆发的观测意义。
2024-01-17 astro-ph.SR
Supernovae from massive stars with extended tenuous envelopes
具有核晕结构的大质量恒星是恒星物理学和流体力学研究的重要对象。利用恒星演化、辐射流体动力学和辐射转移的模拟,我们研究了具有扩展和稀薄包络(即,95%的质量包含在表面半径的10%或更小的范围内的恒星)。我们认为富氢超巨星和氦巨星的前身星都是近双星演化的结果,最终质量为2.8- 5 Msun。一个扩展的包层导致超新星(SN)激波制动,并形成反向激波,将核心物质扫入致密的外壳。冲击沉积的能量,这遭受很少的退化膨胀,被困在喷出物层的中等光学深度,从而提高了SN亮度在早期。延迟56 Ni加热,我们发现,所产生的光学和近红外光变曲线都表现出双峰形态。我们展示了如何扩展祖可以解释一些IIb和Ib型SNe的蓝色和无特征的光谱。由反向激波形成的致密壳导致具有较小且接近恒定宽度的线轮廓。这种喷出物的性质可以解释IIb型超新星的轮廓在统计上比Ib型超新星窄,以及SN 1993 J中看到的独特的H α轮廓。在早期,我们的氦巨星爆炸模型显示出高光度,蓝色和无特征的光谱,让人想起Ib型SN 2008 D,这表明它是一个低质量的祖先。
2018-01-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Redistribution of ices between grain populations in protostellar envelopes. Only the coldest grains get ices
本研究通过五粒度分档动力学化学模型,发现原恒星包层下落物质中冰仅再分布于最冷颗粒表面,导致多数颗粒贫冰入盘,影响颗粒凝聚。
2025-01-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Angular momentum drives proton-rich nucleosynthesis in hyperaccreting neutron stars in common envelopes
University of York(约克大学);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室)
本研究探讨了角动量对中子星吸积盘中核合成的影响,发现质子丰富的rp过程产物和α富的超新星样核合成,为银河系化学演化的贡献提供了新机制。
2026-03-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Long-Term Evolution of Massive-Star Post-Common Envelope Circumbinary Disks and the Environments of Fast Luminous Transients
本文建立后共有包层双星周盘的长时标演化模型,发现其吸积和风消散显著改变双星间距,并解释明亮快速暂现源及Ibn/Icn超新星的环境,提出可观测的红外和射电信号。
2023-06-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of Fast-spinning Neutron Stars in Close Binaries and Magnetar-driven Stripped-envelope Supernovae
通过双星演化模拟,本文证明密近双星中高效角动量传输的潮汐自转加速氦星可形成快速旋转磁星,统一解释多类磁星驱动剥离包层超新星。
2024-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Wave-driven mass loss of stripped envelope massive stars: progenitor-dependence, mass ejection, and supernovae
由星周相互作用提供动力的快速上升和衰减的超新星的发现表明,超新星爆发前阶段是大质量恒星演化中的一个临界现象。从理论上预测的物质抛射机制来理解星周介质的质量和径向范围是非常重要的。在这项工作中,我们研究了大质量贫氢恒星的波加热过程,运行一套恒星模型,以预测波能量和预爆炸的时间尺度的表面能沉积。我们调查恒星模型的主序星祖质量从20- 70 $M_{\odot}$和金属丰度从0.002到0.02。这些模型中的大多数预测,只有不到$\sim \! 10^{47} \, {\rm erg}$的能量沉积在包层中,大部分能量沉积在恒星演化的最后一周。这意味着CSM的质量小于$\sim \! 10^{-2} \, M_\odot$,延伸到小于$\sim \! 10^{14} \, {\rm cm}$,太小而不会对后续超新星的光变曲线或光谱产生很大影响,除非是在冲击爆发阶段。然而,一些模型预测有点较高的波能通量,我们进行流体动力学模拟的质量喷射过程。对后续超新星的辐射转移模拟预测了一个明亮但短暂的冲击冷却阶段,如果在爆炸后几天内发现某些Ib/c型超新星,就可以在其中检测到。
2021-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
The variation of the tidal quality factor of convective envelopes of rotating low-mass stars along their evolution
目前已经发现了超过1500颗系外行星,围绕着各种各样的恒星(从M型到A型)。对流包层中的潮汐耗散是塑造短周期系统轨道结构的一个关键因素,这一点仍然未知。使用一个简化的两层假设和网格的恒星模型,我们计算解析的等效修改后的潮汐品质因数,这是成比例的频率平均耗散的倒数,由于湍流对流对潮汐波施加的粘性摩擦。它导致了它们的动能转化为热能以及轨道和自旋的潮汐演化。在它们的主序前期间,所有低质量恒星的对流包层的角速度固定时,其等效修正潮汐品质因数都有一个减小。接下来,它在主序星上演化到一个渐近值,该值对于$0.6M_{\odot}$ K型恒星是最小的,并且随着恒星质量的增加而增加几个数量级。最后,低质量恒星的自转演化加强了前主序星的潮汐耗散。
2015-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gravity darkening in late-type stars. The Coriolis effect
最近的干涉测量数据已经被用来限制附近恒星表面的亮度分布,特别是所谓的重力暗化,这种暗化使快速旋转的恒星在其两极比在赤道更亮。然而,对于对流包层中的恒星来说,缺少良好的重力暗化模型。为了更好地理解恒星自转对恒星对流包层热传输的影响,我们着重研究了数值模式外表面热通量在纬度上的分布。我们进行了系统的参数研究的三维,直接数值模拟的非弹性对流旋转球壳。限制我们的调查流体动力学模型与热普朗特数固定为一个单位,我们认为厚和薄(类太阳)壳,并改变了三个数量级的分层。我们测量的传热效率的努塞尔数,定义为输出亮度归一化的导电状态的光度。我们报告不同的努塞尔数分布在纬度,范围从明亮的(通常在对流开始)到黑暗的赤道和均匀的配置文件。我们发现,表面亮度的变化主要是由当地的Rossby数的表面值控制:当科里奥利力占主导地位的动力学,热通量减弱在赤道地区的纬向风和增强在两极的对流运动内的切圆柱。然而,在一个强大的背景密度分层的存在下,如预期在真正的恒星,在外层的本地Rossby数的增加导致均匀化的表面热通量分布。
2017-12-08 astro-ph.SR
Externally heated protostellar cores in the Ophiuchus star-forming region
我们目前APEX 218 GHz的分子发射观测在一个完整的样本嵌入原恒星的蛇夫座恒星形成区域。为了研究核的物理性质,我们计算了H $_2$ CO和c-C $_3$ H $_2$的转动温度,这两个都是分子气体动力学温度的良好示踪剂。我们发现H $_2$ CO的温度范围在16 K和124 K之间,最高的H $_2$ CO温度朝向热的科里诺源IRAS 16293-2422(69-124 K)和位于靠近发光的Herbig Be星S 1的$ρ$ Oph A云(23-49 K)中的源,其外部照射$ρ$ Oph A核心。另一方面,c-C $_3$ H $_2$的转动温度在所有来源中始终较低(7-17 K)。我们的研究结果表明,c-C $_3$ H $_2$发射主要是跟踪更多的屏蔽部分的信封,而H $_2$ CO发射(在角标度的APEX光束,3600 AU的蛇夫座)主要跟踪外部照射信封,除了在IRAS 16293-2422,其中热corino发射占主导地位。在某些源中,还可以看到二次速度分量,可能是追踪分子外流。
2016-11-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical Differentiation and Temperature Distribution on a Few au Scale around the Protostellar Source B335
解析原恒星附近的物理和化学结构对于阐明其向行星系统的演化具有至关重要的意义。在这种情况下,我们已经进行了1.2毫米的观测对低质量的原恒星源B335的分辨率为0。03与阿尔玛在连续谱峰周围的几十个μ m范围内检测到了20多种分子物种,包括HCOOH、NH_2CHO、HNCO、CH_3OH、CH_2DOH、CH_2OH和CH_3OD。我们发现了一个系统的含氧和含氮的有机分子之间的化学分化,通过使用主成分分析的图像立方体数据。除HCOOH外,含氮分子的分布比含氧分子的分布更紧密。通过对HCOOH、NH2 CHO、CH3 OH和CH2 DOH中的每一种的多线分析来揭示盘/封套系统的温度分布。旋转温度在半径为0。在150-165K范围内,CH_3OH和CH_2DOH的包线方向的温度为150-165K。另一方面,具有较小分布的HCOOH和NH2CHO的温度为75 - 112 K,并且显著低于CH3OH和CH2DOH的温度。这意味着被CH3OH和CH2DOH追踪的外层包层被额外的机制加热,而不是原恒星加热。在这里,我们建议吸积激波作为加热机制。化学分异和几个金尺度上的温度结构为我们进一步理解原恒星源的化学过程提供了关键信息。
2022-07-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
3D hydrodynamic simulations of massive main-sequence stars -- IV. Internal gravity waves matter for SLF variability
LCSE and Department of Astronomy, University of Minnesota(明尼苏达大学天文学系)
本文通过三维水动力学模拟研究了恒星内部重力波对低频变异性的影响,发现外包层对流是主导因素。
2026-02-12 astro-ph.SR
The variation of tidal dissipation in the convective envelope of low-mass stars along their evolution
自1995年以来,已经发现了超过1500颗系外行星围绕着各种各样的恒星(从M型到A型)。恒星对流包层中的潮汐耗散是塑造短周期系统轨道结构的关键因素。我们的目标是了解和评估如何潮汐耗散在对流信封的低质量恒星(从M到F型)取决于它们的质量,演化阶段和旋转。使用一个简化的两层假设,我们分析计算的频率平均潮汐耗散在其对流包络。这种耗散是由于潮汐非波浪状/平衡流和惯性波的动能由于湍流对流施加的粘性摩擦而转化为热。利用恒星模型的网格,我们可以研究前主序星和主序星的质量跨度从$0.4$到$1.4M_{\odot}$的耗散作为恒星质量和年龄的函数的变化。观测结果表明,恒星的潮汐耗散随恒星质量、年龄和自转而变化,变化幅度达几个数量级。在它们的主序前期间,所有低质量恒星在对流包层中对于固定的角速度具有增加的频率平均潮汐耗散,直到它们达到临界长宽比和质量比。接下来,耗散在主序星上演化到一个渐近值,该值对于$0.6M_{\odot}$ K型恒星是最大的,并且随着恒星质量的增加而减小几个数量级。最后,低质量恒星的自转演化加强了前主序星-行星系统和多恒星系统中潮汐耗散的重要性。
2015-07-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Unidentified species in envelopes around carbon stars
许多演化的富碳恒星的红外光谱显示出两个显著的尘埃发射特征,峰值在21微米和30微米左右,前者只出现在原行星状星云(PPNe)中,而后者则出现在更广泛的天体中,包括AGB星、PPNe和行星状星云(PNE)。在所有21 μ m光源中都能看到30 μ m的特征,但这两个特征之间没有相关性。超过12个载体候选人已经提出了21微米功能,但没有一个被广泛接受,21微米功能的性质仍然是一个谜。30 um特征的载体也仍然无法确定。曾经被广泛接受为有效载体的MgS粉尘由于硫预算问题而被排除。在这项工作中,我们研究纳米级的FeO粉尘作为载体的21微米功能。计算了在PPNe中单光子加热的FeO纳米粉尘的红外发射光谱。发现FeO纳米尘发射的21 μ m特征太宽,不能解释所观察到的特征。对于30 μ m的特征,我们认为石墨可能是一种可行的载体。如果石墨的直流电导率σ_dc超过100/ohm/cm,则在30 μ m处呈现出明显的带。
2013-07-15 astro-ph.SR
Physics of Tidal Dissipation in Early-Type Stars and White Dwarfs: Hydrodynamical Simulations of Internal Gravity Wave Breaking in Stellar Envelopes
在由早型恒星或白矮星组成的双星中,主要的潮汐过程包括内部重力波(IGW)的激发,这些重力波向恒星表面传播,并通过非线性波破碎而耗散。我们进行二维流体动力学模拟这个波破碎过程中的分层,等温大气。我们发现,在初始瞬态阶段后,IGWs的耗散自然产生尖锐的临界层,分离较低的静止区域(没有平均流)和较高的“同步”区域(平均流速等于水平波相速度)。虽然临界层是陡峭的吸收这些波,它同时扩大开尔文-亥姆霍兹不稳定性,这样,在稳定状态下,临界层的宽度是由理查森准则。我们研究了临界层对入射波的吸收和反射,并给出了描述其长期演化的解析公式。这一研究结果对于描述潮汐加热的白矮星和其他双星的演化具有重要意义。
2020-05-25 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Interferometric view of the circumstellar envelopes of northern FU Orionis-type stars
FU猎户座型天体是年轻的低质量恒星,在可见光中有大的爆发,持续数年或数十年。它们被认为代表了每颗年轻恒星生命中的一个演化阶段,当来自星周盘的吸积在重复出现的时间段内增强时。这些爆发能够迅速地形成恒星,同时影响星周盘,从而影响正在进行或未来的行星形成。在许多模型中,从星周包层进入似乎是触发爆发的必要条件。我们观测了$^{13}$ CO和C $^{18}$ O的J=1 $-$ 0向8颗北FU猎户座型星(V1057 Cyg,V1515 Cyg,V2492 Cyg,V2493 Cyg,V1735 Cyg,V733 Cep,RNO 1B和RNO 1C)的转动跃迁,导出了温度和包层质量,并讨论了星周物质的形态和运动学.我们检测到与所有目标相关的CO排放。较小尺度的CO团块被发现与5个半径为2000 $-$ 5000 AU,质量为0.02 $-$ 0.5 $M_{\odot}$的天体有关;这些天体显然是被中心恒星加热的。其中三个信封也强烈检测到在2.7毫米的连续。在V733 Cep和V710 Cas周围没有检测到中心CO团块,但在它们的环境中有许多其他团块。在V1735 Cyg、V733 Cep和V710 Cas方向观察到流出活动痕迹。观察到的信封的多样性使我们能够建立一个对象之间的进化序列。我们发现它们的演化状态范围从早期的嵌入式I类阶段到晚期的II类具有非常低质量的拱星物质的物体。这些结果加…
2017-09-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
JWST observations of $^{13}$CO$_{2}$ ice: Tracing the chemical environment and thermal history of ices in protostellar envelopes
本研究利用JWST观测了五个Class 0源的$^{13}$CO$_{2}$冰,证明其可作为原恒星加热事件的有效替代示踪剂,并通过五成分分解法揭示了冰的化学环境与热历史。
2024-03-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Role of environment and gas temperature in the formation of multiple protostellar systems: molecular tracers
背景:模拟表明,由于辐射反馈引起的气体加热是多个原恒星系统是否形成的关键因素。化学是一个很好的原恒星系统的物理结构的示踪剂,因为它取决于温度结构。目的:研究被膜气体温度与原恒星多重性之间的关系。研究方法:单碟观测跟踪冷,暖和紫外线照射的气体的各种分子被用来探测7000 AU尺度上的多个和单个原恒星系统的温度结构。结果如下:根据H $_2$ CO和DCO $^+$谱线比值估算,单星、近距离双星和宽多次星目前的包络气体温度相似。另一方面,由c-C $_3$ H $_2$追踪的流出腔的温度显示出与测热光度的关系和与包络质量的反相关。虽然所有被观测的天体的包层气体温度都是相似的,但与近距离双星和单颗原恒星相比,宽倍数恒星往往会表现出更大的冷气库。结论:虽然原恒星系统的样本是小的,结果表明,气体温度可能不会有很强的影响碎裂。我们认为,质量和密度,而不是在碎裂的关键因素。
2018-09-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Convection in Oblate Solar-Type Stars
我们提出了第一个全球性的三维模拟热对流的扁圆状信封的快速旋转的太阳型恒星。这是通过利用新的可压缩高阶非结构谱差分(CHORUS)代码的能力来实现的。我们认为旋转速率高达85%的临界(分裂)旋转速率,这产生了赤道半径,这是高达17%大于极半径。这种巨大的扁率增加了极地和赤道对流模式之间的差异。我们发现,对流重新分配从外表面发射的热通量,导致在极地和赤道地区的热通量的增强。这一发现意味着具有对流包层的低质量恒星可能不像经典的引力变暗论点所预测的那样有更暗的赤道。强有力的高纬度对流也在极地地区建立了细长的轴对称环流圈和纬向急流。虽然表面差动旋转的总振幅$ΔΩ$对扁率不敏感,但扁率确实将差动旋转中包含的部分动能限制在不超过61%。此外,我们认为,这种水平的差异旋转是不足以有显着的影响扁率的恒星。
2016-07-06 astro-ph.SR cs.DC physics.comp-ph