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利用MESA进行星震学模型构建中铁氢比与金属丰度Z的转化关系

已有 4219 次阅读 2017-8-28 01:01 |系统分类:科研笔记

   在星震学的研究中,涉及到构建理论模型时,通常会用到最新的一个恒星演化的程序MESA。这个软件非常的好,包含了星震学研究中构建模型的很多方面,感兴趣的读者可以浏览其主页:http://mesa.sourceforge.net/index.html.里面有很详细的介绍和一些学习的手册等。

   在利用MESA进行构建一系列模型时,我们知道,恒星的演化最主要取决于其质量,所以要提供一系列的质量的初始值,这个是非常容易实现的,另外一个很重要的影响就是初始的金属丰度,对于金属丰度,通常我们见到的有铁氢比这个参量(即:[Fe/H]),但是在MESA中,需要提供的关于金属丰度的量是Z(一般用三个字母表示,X代表氢(H)的质量分数,Y代表氦(He)的质量分数,Z代表重元素的质量分数),MESA 中其实是用z来表示的,意义同Z是一致的。如果我们不考虑恒星旋转,而且是单星的演化的话,那么只需要合理的设置好质量和z的范围就可以啦。

   对于铁氢比和Z的转化关系,首先有一个关系就是[Fe/H]的定义,如下:

[Fe/H]=log(Z/X) - log(Z/X)_sun

该公式中等号后面的第二项是太阳的参数,Iglesias & Rogers (1996) 给出了一个太阳的值(Z/X)_sun = 0.0245.其实从这个公式可以看出[Fe/H]其实是一个相对的量,表征某个恒星相对于太阳的金属丰度。

   第二个关系式为:

X + Y + Z =1

这个关系式是非常好理解的,就是一个元素守恒的问题。

   第三个式子就是可以把恒星的初始的Y值给设定为Y=0.275.这个其实也是一个通常都采用的假设。

这样的话,知道了某个恒星的[Fe/H],结合上面的关系式和参数,就可以换算出Z的值,设置在MESA中,就能够愉快的进行构建一系列的模型啦。


   这里介绍的这个方法主要参考了一篇已经发表的文章,感兴趣的话可以参看这篇文章,具体演算一下其中的参数,可以加深理解,这个文章的链接为:http://adsabs.harvard.edu/abs/2014MNRAS.445.2999T





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