文章通过分析S型AGB恒星的可见光光变曲线,结合Gaia DR3视差距离估算光度,并与详细的恒星模型及线性脉动模型网格进行比较,研究了第三挖掘事件(TDU)发生的最低质量限制。研究发现,本征S型恒星的初始质量分布峰值在1.3至1.4太阳质量之间,具体取决于模型假设。此外,还发现存在初始质量低至1太阳质量的恒星,这与当前详细的恒星模型存在冲突。研究还探讨了半规则变星和米拉变星在质量估算中的挑战,包括视差距离的不确定性以及非线性脉动模型的必要性。
低到中等质量恒星在渐近巨星支(AGB)阶段会经历重复的氦壳闪事件,即热脉动(TP)。这些热脉动驱动了对流混合,将部分氦燃烧产物如碳带到恒星表面,这一过程被称为第三挖掘事件(TDU)。TDU事件会逐渐改变AGB恒星的表面成分,使其从富氧变为富碳。
在AGB演化模型中,TDU发生的最低初始质量仍存在不确定性。这种不确定性主要源于对流边界混合的数值处理。S型AGB恒星是约束这一不确定性的重要观测对象,因为它们的碳氧比介于0.5到1之间,表明它们只经历了少数几次TDU事件。
研究从文献中收集了518颗被分类为本征S型的恒星样本,通过多种方法确认其本征性质,包括锝(Tc)元素检测和多变量分类方案。经过交叉匹配和质量筛选后,最终样本包含358颗恒星,其中115颗为Tc确认星,243颗为Tc可能星。
使用ASAS-SN巡天的光变曲线数据,通过广义Lomb-Scargle周期图分析测量了恒星的脉动周期。对于多周期的半规则变星,采用迭代白化程序提取多个周期。最终为307颗恒星确定了可靠的脉动周期。
利用Gaia DR3视差距离和多种方法计算恒星的绝对热光度,包括基于近红外光度的经验关系、SED拟合以及米拉变星的周期-光度关系。比较发现不同方法得到的光度基本一致,但米拉变星的光度存在较大散射。
研究发现本征S型恒星的初始质量分布峰值在1.3至1.4太阳质量之间。特别值得注意的是,存在初始质量低至1太阳质量的恒星,这对当前恒星模型中TDU的最低质量限制提出了挑战。
对于脉动在高阶径向模式的半规则变星,质量估计较为精确。而对于脉动在基模的米拉变星,由于视差距离的不确定性、增加的星风质量损失以及非线性脉动模型的必要性,质量估计面临更大挑战。
研究还发现金属丰度对质量估计有显著影响,金属丰度从0.014降至0.007会使质量分布向低质量端移动约0.2太阳质量。混合长度参数和星风质量损失的处理也会影响最终的质量估计结果。