[论文解读] On the evolutionary status of Be stars

J. Fabregat, J. M. Torrejón|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 1999

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用 4

一句话总结

本研究提出，Be现象——以发射线和快速自转为特征——出现在B型星主序星演化周期的后半段，峰值出现在14–25 Myr之间。该研究将Be现象与演化过程中的变化（如部分对流或湍流扩散）联系起来，这些过程可增强表面氦含量，并可能驱动由发电机机制产生的磁场，相关观测支持来自利用斯特罗姆格伦测光法研究的开放星团中Be星的元素丰度趋势。

ABSTRACT

We present a study of the abundance of Be stars in open clusters as a function of the cluster age, using whenever possible ages determined through Stromgren uvby photometry. For the first time in studies of this kind we have considered separately classical and Herbig Be stars. The main results can be summarized as follows: 1.- Clusters associated to emitting nebulosities and undergoing stellar formation are rich in emission line objects, which most likely are all pre-main sequence objects. No bona fide classical Be star has yet been identified among them. 2.- Clusters younger than 10 Myr and without associated nebulosity are almost completely lacking Be stars, despite they have a complete unevolved B main sequence. 3.- Classical Be stars appear at an age of 10 Myr, and reach the maximum abundance in the age interval 14-25 Myr. We interpret our results in the sense that the Be phenomenon is an evolutionary effect which appear in the second half of the main sequence lifetime of a B star. We propose that it can be related to main structural changes happening at this evolutionary phase, which also lead to the recently discovered non-monotonic helium abundance enhancement. The semiconvection or turbulent diffusion responsible of the surface helium enrichment, coupled with the high rotational velocity, can generate magnetic fields via the dynamo effect and thereby originate the Be phenomenon. Observational tests to this hypothesis are proposed.

研究动机与目标

• 通过分析不同年龄开放星团中Be星的元素丰度，确定Be星的演化状态。
• 在星团环境中区分经典Be星与赫比格Be星。
• 研究Be现象是否与B型星特定演化阶段相关。
• 探讨表面氦富集与Be现象启动之间的关联。
• 检验假设：老化B星内部结构变化触发的发电机机制可产生Be现象。

提出的方法

• 利用斯特罗姆格伦 uvby 测光法精确推导包含Be星的开放星团的年龄。
• 根据星团环境和星云发射特征，将Be星分类为经典Be星与赫比格Be星。
• 分析Be星频率随星团年龄的变化，重点关注年龄小于10 Myr的星团以及具有发射线星云的星团。
• 将Be星的出现与演化阶段相关联，特别是与部分对流或湍流扩散等结构变化的出现相关。
• 提出一个物理解释，将表面氦丰度增强与旋转B星中通过发电机作用产生磁场联系起来。
• 提出可检验的观测预测，以验证所提出的发电机机制驱动Be现象的假说。

实验结果

研究问题

• RQ1 经典Be星在开放星团中首次出现的演化阶段是什么？
• RQ2 为何在年龄小于10 Myr的星团中即使拥有完整的主序B星星族也未发现Be星？
• RQ3 Be现象是否与B星主序演化过程中特定的内部结构变化相关？
• RQ4 观测到的Be星中非单调的氦丰度增强是否可与Be现象的启动相联系？
• RQ5 Be现象是否由老化B星中湍流扩散与高速自转触发的发电机机制驱动？

主要发现

• 尚未在与发射星云相关的星团中发现真正的经典Be星，这些星云是恒星形成活跃区，包含原恒星序天体。
• 年龄小于10 Myr且无相关星云的星团中，尽管拥有完整的未演化B型主序星序列，却缺乏Be星，表明Be现象不会在演化早期出现。
• 经典Be星大约在10 Myr时首次出现，并在14–25 Myr的年龄范围内达到丰度峰值，表明其对应特定的演化阶段。
• Be现象被解释为B型星主序星生命周期后半段发生的演化效应，与部分对流或湍流扩散等结构变化同时发生。
• 导致表面氦富集的相同物理过程也可能通过发电机作用产生磁场，为Be现象提供了合理的机制解释。
• 本研究提出了可检验的观测预测，以验证基于发电机机制的Be现象解释。