大质量恒星的金属丰富会导致其是否会膨胀成红巨星

大质量恒星是宇宙中的重要成员,不同于我们的太阳,这些质量比太阳重上10倍的恒星,在生命的末期会发生壮烈的超新星爆炸,将其深埋在内部的重金属元素抛入太空之中,然后再聚集到我们的原始太阳周遭,最后成为生命诞生与演化的重要元素。

但其实大质量恒星不只在超新星爆炸时才对生命的诞生有贡献,在大质量恒星的生命期当中,它们放出强大的紫外线,游离星际中的气体,对周遭的环境早早就产生了影响。而恒星生命末期时吹出的恒星风,会将恒星表面的物质带走,这会使得恒星的质量随着时间而逐渐流失,这也是恒星演化模型中关键而不可忽略的部分。

艺术家笔下的红巨星吹出其表面物质的想象图,来源:ESA
艺术家笔下的红巨星吹出其表面物质的想象图,来源:ESA

而在恒星演化模型中,还涉及到一个临界金属丰度的概念,只要大质量恒星的金属丰度高于0.1倍太阳金属丰度,这颗恒星就可以演化而红超巨星。但小于这个金属丰度的大质量恒星,它就无法膨胀成红超巨星。

由于红超巨星的阶段,恒星会产生大量的恒星风,造成恒星质量大量地散失,也将明显影响后续的恒星演化和超新星爆炸阶段。这项研究改写了天文学家对大质量恒星演化的知识,并为恒星演化的研究指引出了清晰的明路。

大质量恒星吹出恒星风如同水波涟漪一般影响四周的星际介质。
大质量恒星吹出恒星风如同水波涟漪一般影响四周的星际介质。

由于宇宙中的金属元素是由恒星的核融合反应与其他各种方式合成出来,在早期宇宙中缺乏金属元素的情况下,大质量恒星演化末期的样态肯定有很大的不同。这份研究的模型预测,远古的大质量恒星可能不会经历红超巨星阶段,终其一生都不会流失太多的质量。

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