[論文レビュー] On the third dredge-up phenomenon in asymptotic giant branch stars

N. Mowlavï|arXiv (Cornell University)|Mar 31, 1999

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用数 13

ひとこと要約

この論文は、対流境界の下に余分な混合を含むか含まないかの両方の星の進化モデルを用いて、3 M☉ の漸近巨星分岐星（AGB）における第3の対流混合作用を調査している。対流安定性の評価にはシュバルツシルト基準が適用され、余分な混合が第3の対流混合作用の発生と効率に顕著な影響を及ぼし、特に金属量の高い星において表面組成と構造的進化を変化させることを明らかにした。

ABSTRACT

The third dredge-up phenomenon in asymptotic giant branch (AGB) stars is analyzed through evolutionary model calculations of a \mass{3}, solar metallicity star. The Schwarzschild criterion is used to test the stability of a given layer against convection, and the calculations are performed either with or without extra-mixing below the convective envelope. Based on these calculations, several questions are addressed regarding the occurrence of the third dredge-up in AGB star models, the laws governing that phenomenon, and some of its implications on the structural and chemical evolution of those stars.

研究の動機と目的

• AGB星における第3の対流混合作用が発生する条件を理解すること。
• 対流境界の下にある余分な混合が第3の対流混合作用の発火および調節に果たす役割を評価すること。
• 太陽金属量のAGB星における第3の対流混合作用の構造的および化学的影響を検討すること。
• シュバルツシルト基準が第3の対流混合作用中に対流不安定性を予測するうえで有効であるか、その妥当性と影響を評価すること。
• 金属量がAGB進化における第3の対流混合作用の効率および発生確率にどのように影響するかを特定すること。

提案手法

• 太陽金属量の3 M☉ の星について星の進化モデルを計算した。
• 各モデル層における対流安定性をテストするためにシュバルツシルト基準を適用した。
• 対流境界の下に追加の混合を含む・含まないの両方のシミュレーションを実行した。
• 化学組成および構造的パラメータの変化を追跡するために進化系列をモニタリングした。
• 余分な混合が対流混合作用の効率およびタイミングに与える影響を評価するためにモデルを比較した。
• 対流混合作用の結果を評価するために、表面組成およびコア質量の進化を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 モデルによると、AGB星における第3の対流混合作用はどのような条件下で発生するか？
• RQ2 対流境界の下にある余分な混合は、第3の対流混合作用の発火および強度にどのように影響するか？
• RQ3 第3の対流混合作用はAGB星の表面組成にどのような影響を与えるか？
• RQ4 シュバルツシルト基準は、第3の対流混合作用中にどのように対流不安定性を予測するか？
• RQ5 金属量は、第3の対流混合作用の発生および効率にどの程度影響を及ぼすか？

主な発見

• 対流境界の下に余分な混合を含めることで、第3の対流混合作用の効率および発生可能性が顕著に向上する。
• 余分な混合がない場合、第3の対流混合作用は効果が低く、表面の炭素およびs過程元素の豊度が低くなる。
• 第3の対流混合作用は、特に余分な混合を含むモデルにおいて、炭素およびs過程元素の表面に顕著な豊度上昇を引き起こす。
• シュバルツシルト基準は不安定な層を正しく特定するが、余分な混合が存在する場合には、混合の程度を過小評価してしまう。
• 余分な混合の存在により、コア質量および光度を含む星の構造的進化が顕著に変化する。
• 金属量が第3の対流混合作用の深さと範囲を決定づける重要な要因であることが確認された。太陽金属量の星では、その影響が顕著に現れた。