[论文解读] 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 13

一句话总结

本文利用包含和不包含包层下方额外混合的恒星演化模型，研究了3 M☉ 红巨星分支（AGB）星的第三次对流混合。采用Schwarzschild判据评估对流稳定性，发现额外混合显著影响第三次对流混合的发生与效率，改变表面成分与结构演化，尤其在金属丰度较高的恒星中表现明显。

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.

研究动机与目标

• 理解在何种条件下AGB星中发生第三次对流混合。
• 评估包层下方额外混合在触发和调节第三次对流混合中的作用。
• 研究第三次对流混合对太阳金属丰度AGB星结构与化学成分的影响。
• 评估Schwarzschild判据在预测第三次对流混合期间对流稳定性方面的有效性和影响。
• 确定金属丰度如何影响AGB演化中第三次对流混合的效率与发生。

提出的方法

• 计算了太阳金属丰度下3 M☉ 恒星的恒星演化模型。
• 在每个模型层应用Schwarzschild判据以检验对流稳定性。
• 在包层下方存在和不存在额外混合的情况下分别运行模拟。
• 追踪演化序列，监测化学成分与结构参数的变化。
• 通过比较模型，评估额外混合对对流混合效率与时间的影响。
• 分析表面丰度与核心质量演化，以评估对流混合的结果。

实验结果

研究问题

• RQ1 根据模型，AGB星中第三次对流混合在何种条件下发生？
• RQ2 包层下方的额外混合如何影响第三次对流混合的开始与强度？
• RQ3 第三次对流混合对AGB星表面成分有何影响？
• RQ4 Schwarzschild判据如何预测第三次对流混合期间的对流不稳定性？
• RQ5 金属丰度在多大程度上影响第三次对流混合的发生与效率？

主要发现

• 在包层下方引入额外混合显著提高了第三次对流混合的效率与可能性。
• 若无额外混合，第三次对流混合效果较弱，表面碳和s-过程元素的富集程度较低。
• 第三次对流混合导致碳和s-过程元素在表面明显富集，尤其在存在额外混合的模型中表现显著。
• Schwarzschild判据能正确识别出不稳定的层次，但其单独应用会低估存在额外混合时的混合程度。
• 额外混合的存在显著改变了恒星的结构演化，包括核心质量与光度的变化，尤其在第三次对流混合期间。
• 本研究证实，金属丰度在决定第三次对流混合的深度与范围方面起着关键作用，太阳金属丰度恒星表现出更显著的影响。