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梅蒂斯为大质量恒星的生命提陆海场站供了新的见解

天文学与空间 2022-03-11 00:01:17

引力波发现卓越中心 这位艺术家对不同群星的印象;最小的“红矮星”,重约0

1个太阳质量,到大约10到100个太阳质量的巨大“蓝色”恒星

虽然红矮星是宇宙中最丰富的恒星,但对星团和星系的演化贡献最大的是巨大的蓝星

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Kornmesser 大质量恒星是那些比太阳质量大10倍的恒星,它们比低质量恒星诞生的频率要低得多

然而,它们对星团和星系的演化贡献最大

大质量恒星是宇宙中许多生动而充满活力的现象的前兆,包括在超新星爆发中丰富它们的环境,以及改变它们系统的动力学

研究大质量恒星的最佳工具是详细的恒星演化代码:计算这些恒星内部结构和演化的计算机程序

不幸的是,详细的代码在计算上既昂贵又耗时——计算一颗恒星的演化可能需要几个小时

因此,用这些代码来模拟复杂系统中的恒星是不切实际的,比如球状星团,它可以包含数百万颗相互作用的恒星

为了解决这个问题,由ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)领导的一个科学家团队开发了一个名为“单星演化插值方法”(METISSE)的恒星演化代码

插值是一种基于邻近值估计数量的方法,例如根据质量相似的恒星的大小来估计恒星的大小

通过插值,METISSE通过使用用详细的恒星演化代码计算的选定恒星模型,快速计算出恒星在任何时刻的属性

闪电般的速度,METISSE不到三分钟就能进化出一万颗恒星

最重要的是,它可以使用恒星模型来预测恒星的属性——这对大质量恒星来说极其重要

大质量恒星非常罕见,它们复杂而短暂的寿命使得很难计算它们的性质

因此,在计算这些恒星的演化时,详细的恒星演化代码通常必须做出假设

不同恒星演化代码所使用的假设的差异会显著影响它们对大质量恒星的生命和性质的预测

这张图片展示了一颗大质量恒星如何融合越来越重的元素,直到爆炸成超新星,并将这些元素扩散到整个空间

信用:美国宇航局,欧空局,和L

Hustak (STScI) 在他们最近发表的研究中,OzGrav的研究人员将METISSE用于两套最先进的恒星模型:一套由恒星天体物理学实验模块(MESA)计算,另一套由波恩演化代码(BEC)计算

奥格拉夫研究人员、该研究的主要作者普简·阿格沃尔解释说:“我们对质量是太阳9到100倍的恒星进行插值,并对这些恒星最终命运的预测进行比较

对于我们这组中的大多数大质量恒星,我们发现恒星残余物(中子星或黑洞)的质量可以变化到太阳质量的20倍

" 当恒星残余融合时,它们会产生引力波——空间和时间的波纹——科学家可以探测到

因此,这项研究的结果将对引力波天文学的未来预测产生巨大影响

阿格沃尔补充道:“METISSE只是揭开大质量恒星在星团等恒星系统中所起作用的第一步,结果已经非常令人兴奋了

"

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