研究太阳和年轻恒星球状星团中观测到的锂(Li)表层丰度异常,对深入了解影响锂耗尽的机制具有重要前景。本研究通过旋转模型网格,探讨了预主序(PMS)和主序(MS)太阳型恒星中自转混合与自转静力效应的复杂相互作用。我们采用了一种新方法,其中磁场强度(B)和混合长度参数(alpha-MLT)随恒星参数动态变化。这种方法避免了固定值,旨在减少自由参数的同时捕捉关键物理变化。我们的模型重现了太阳型恒星的观测锂丰度(A(Li) = 1.12 dex),与现今太阳值(1.1 ± 0.1 dex)一致,并在PMS和MS阶段产生了一致的自转减速趋势。然而,在太阳年龄(4.57 Gyr)时,相同模型预测赤道自转速率(v = 4.72 km/s vs. 2.0 km/s)和平均表层磁场(B = 36.9 G vs. 1 G)均过高。这些差异反映了额外角动量损失机制的遗漏以及可能的磁场饱和物理过简化。尽管自适应alpha-MLT在现龄时收敛到太阳校准值([1.76, 1.78]),但其在早期阶段的变异性显著影响了锂耗尽。我们比较了64个开放星团的观测数据。结果显示,纳入时间依赖的B和alpha-MLT提高了锂预测并捕捉了自转演化趋势,但尚无法在不引入额外物理的情况下重现现今太阳的自转和磁场通量。我们讨论了这些限制并概述了未来工作以构建更完整的太阳型恒星模型。
英文摘要:
Investigating the apparent anomalies in lithium (Li) surface abundance observed in the Sun and young stellar globular clusters holds significant promise for advancing our understanding of the mechanisms influencing Li depletion. This study delves into the intricate interplay between rotational mixing and rotational hydrostatic effects in pre-main-sequence (PMS) and main-sequence (MS) solar-type stars by employing grids of rotating models. We implement a novel approach in which both the magnetic field strength (B) and the mixing-length parameter (alpha-MLT) vary dynamically with stellar parameters. This avoids fixed values and aims to reduce free parameters while capturing key physical variability.
Our models reproduce the observed Li abundance of Sun-like stars (A(Li) = 1.12 dex) consistent with the present-day solar value (1.1 +- 0.1 dex) and yield qualitatively consistent rotational spin-down trends across PMS and MS phases. However, at the solar age (4.57 Gyr), the same models over-predict the equatorial rotation rate (v = 4.72 kms-1 vs. 2.0 kms-1) and the mean surface magnetic field (B = 36.9 G vs. 1 G). These discrepancies reflect the omission of additional angular momentum loss mechanisms and possible oversimplifications in magnetic saturation physics. While the adaptive alpha-MLT converges to the solar-calibrated value ([1.76, 1.78]) at the present age, its variability during earlier phases significantly influences Li depletion.
We compare predictions with observational data from 64 open clusters. The results demonstrate that incorporating time-dependent B and alpha-MLT improves Li predictions and captures rotational evolution trends, but cannot yet reproduce the present-day solar rotation and magnetic flux without additional physics. We discuss these limitations and outline future work for a more complete model of solar-type stars.
Constraining transport of angular momentum in stars: Combining asteroseismic observations of core helium burning stars and white dwarfs
角动量的传输一直是恒星演化研究领域的一个具有挑战性的课题,尤其是在最近的星震调查之后。所有已发表的使用星震观测的自转研究都显示,观测到的自转速率和计算出的自转速率之间存在差异,这表明这些恒星中存在一个未确定的角动量传输过程。我们的目标是限制这一过程的效率,通过调查2.5 M $_{\odot}$恒星的旋转速率。首先,我们研究了泰勒-斯普鲁特发电机是否可以负责额外的传输角动量的恒星初始质量为2.5 M $_{\odot}$。然后,通过计算旋转模型,包括一个恒定的额外的人工粘度,我们确定了效率的丢失过程中的角动量输运比较模型的核心氦燃烧恒星的小行星地震观测。参数的研究进行调查的恒星演化代码,初始质量和演化阶段的效果。我们将我们的模型发展到了白矮星阶段,并提供了与白矮星旋转速率的比较。泰勒-斯普鲁特发电机不能提供足够的角动量传输,以达到本文所研究的核心氦燃烧星的观测值。我们发现,附加的人工粘度值$ν_{\rm{add}}$约10 $^7$ cm $^2$ s $^{-1}$提供了足够的角动量传输。然而,这些模型的旋转周期在白矮星阶段太高,无法与白矮星观测相匹配。从这个比较中,我们推断,在核心氦燃烧阶段,缺失过程的效率一定会降低。在排除核心氦燃烧阶段的$ν_{\rm{add}}$后,我们可以匹配核心氦燃烧星和白矮星的自转周期。
Constraining Progenitors of Observed LMXBs Using CARB Magnetic Braking
提出了一种新的方法来约束低质量X射线双星(LMXBs)的质量传递演化-反向布居合成技术。这是使用详细的1D恒星演化代码MESA(恒星天体物理学实验模块)来完成的,以演化出一个高分辨率的双星系统网格,该网格涵盖了初始施主质量和轨道周期的全面范围。我们使用最近开发的对流和旋转助推(CARB)磁制动计划。CARB磁制动方案是唯一的磁制动处方,能够再现整个样本的充分研究持久的LMXB-那些与他们的质量比,周期和质量传递速率,已被观测确定。使用反向人口合成技术,其中我们遵循任何模拟系统,成功地再现了所观察到的LMXB向后,我们已经约束了可能的祖先,为每个观察到的良好的研究持久的LMXB。我们还确定,如果我们排除天鹅座X-2,银河系中LMXB形成的最小数量是每Gyr 1500个。对于天鹅座X-2来说,最有可能的形成率是9000 LMXB/Gyr。我们所描述的技术可以应用于任何观察到的LMXB具有良好的约束质量比,周期和传质速率。随着即将到来的GAIA DR 3包含有关双星系统的信息,这种技术可以应用于数据发布,以搜索观测到的持久性LMXB的祖先。
Constraining general massive-star physics by exploring the unique properties of magnetic O-stars: Rotation, macroturbulence, and sub-surface convection
Impact of near-degeneracy effects on linear rotational inversions for red-giant stars
Institute for Astronomy, University of Hawai’i(夏威夷大学天文研究所);Department of Astronomy, Yale University(耶鲁大学天文学系);Heidelberger Institut für Theoretische Studien(海德堡理论研究所);Max-Planck-Institut für Astrophysik(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Center for Astronomy (ZAH/LSW), Heidelberg University(海德堡大学天文学中心)
Asteroseismology of evolved stars to constrain the internal transport of angular momentum. IV. Internal rotation of Kepler 56 from an MCMC analysis of the rotational splittings
Constraining r-process nucleosynthesis with multi-objective Galactic chemical evolution models
Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学);INAF, Osservatorio Astronomico di Trieste(意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台);National Superconducting Cyclotron Laboratory(国家超导回旋加速器实验室);Joint Institute for Nuclear Astrophysics—CEE(天体核物理联合研究所);Michigan State University(密歇根州立大学);Goethe University Frankfurt(法兰克福歌德大学)