恒星演化代码“ METISSE”为大质量恒星的生活提供新见解

时间：2022-05-11 14:25:13 来源：

该艺术家对不同质量恒星的印象；从最小的“红矮星”（约重0.1个太阳质量）到巨大的“蓝”星，重约10至100个太阳质量。尽管红矮星是宇宙中最丰富的恒星，但巨大的蓝星却对恒星团和星系的演化贡献最大。

大质量恒星的质量大约是太阳质量的10倍，并且诞生的频率远低于低质量恒星。但是，它们对恒星团和星系的演化贡献最大。从在超新星爆炸中丰富其周围环境，到改变其系统动力学，大质量恒星是宇宙中许多生动而充满活力的现象的先兆。

研究大型恒星的最佳工具是“详细的恒星演化代码”：计算机程序可以计算这些恒星的内部结构和演化。不幸的是，详细的代码在计算上是昂贵且费时的-仅计算一颗恒星的演化可能要花费几个小时。因此，使用这些代码在复杂系统中为恒星建模是不切实际的，例如球状星团中可能包含数百万个相互作用的恒星。

为了解决这个问题，由ARC引力波发现卓越中心（OzGrav）领导的一组科学家开发了一种恒星演化代码，称为单星演化插值METhod（METISSE）。插值法是一种基于附近值来估计数量的方法，例如根据质量相似的恒星的大小来估计恒星的大小。METISSE使用内插法，通过使用通过详细的恒星演化代码计算出的选定恒星模型，可以在任何时刻快速计算恒星的属性。

METISSE闪电般快，可以在不到3分钟的时间内演化出10,000颗恒星。最重要的是，它可以使用不同的恒星模型集来预测恒星的特性-这对于大质量恒星极为重要。大质量的恒星是罕见的，它们的复杂和短寿命使其难以准确确定其性质。因此，详细的恒星演化代码在计算这些恒星的演化时通常必须做出各种假设。不同的恒星演化代码所使用的假设的差异会极大地影响他们对大质量恒星的寿命和性质的预测。

此图说明了一颗巨大的恒星（比我们的太阳大至少八倍）如何融合越来越重的元素，直到爆炸成为超新星并将这些元素散布到整个空间。学分：NASA，ESA和L. Hustak（STScI）

OzGrav研究人员在其最新发表的《皇家天文学会月报》中的研究中，将METISSE与两组不同的最新恒星模型一起使用：一组由恒星天体物理学实验模块（MESA）计算，另一组由恒星天体物理学实验模块计算得出由波恩进化法则（BEC）撰写。PoojanAgrawal（OzGrav研究

人员和该研究的主要作者）解释了：‘我们插入了质量是太阳质量9到100倍的恒星，并比较了对这些恒星最终命运的预测。对于我们集中的大多数质量恒星，我们发现恒星残余物（中子星或黑洞）的质量变化可能是太阳质量的20倍。当恒星残余物合并时，它

们会产生引力波-波纹在空间和时间上-科学家可以检测到。因此，这项研究的结果将对重力波天文学的未来预测产生巨大影

响。“ METISSE只是揭开大型恒星在恒星系统（例如星团）中发挥作用的第一步，已经取得了令人兴奋的结果。”

参考：Poojan Agrawal，Jarrod Hurley，Simon Stevenson，DorottyaSzécsi和Chris Flynn撰写的“大质量恒星的命运：用梅斯探索恒星演化的不确定性”，2020年8月6日，皇家天文学会月刊。DOI：
10.1093 / mnras / staa2264

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