Published October 28, 2023 | Version v1
Publication Open

The wind of rotating B supergiants – II. The δ-slow hydrodynamic regime

  • 1. Universidad Nacional de La Plata
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. University of Valparaíso
  • 4. LMU Klinikum
  • 5. Ludwig-Maximilians-Universität München
  • 6. Universidad Mayor
  • 7. Nicolaus Copernicus Astronomical Center
  • 8. Polish Academy of Sciences
  • 9. Adolfo Ibáñez University
  • 10. Pontificia Universidad Católica de Chile

Description

ABSTRACT The theory of line-driven winds can explain many observed spectral features in early-type stars, though our understanding the winds of B supergiants remains incomplete. The hydrodynamic equations for slowly rotating stellar winds predict two regimes based on the line-force parameter δ: the fast and the δ-slow solution. In this paper, we aim to explore the capability of the latter to explain the observed properties of B supergiant winds. We calculate Hα line profiles, the most sensitive wind diagnostics in the optical, for both fast and δ-slow wind models. We fit them to observed data from a well-studied sample of B supergiants, by adapting the line-force parameters (k, α, and δ) of the hydrodynamic model. Unexpectedly, the observed Hα spectra can be reproduced by both hydrodynamic wind regimes with similar precision. We argue that this similarity results from the similar shape of the normalized velocity law produced by both regimes in the lower, Hα-forming wind region. Our findings raise a dichotomy, because mass-loss rates and terminal velocities (v∞) for each solution are quite different. The δ-slow solution predicts maximum values for v∞ that are systematically lower than those measured in the ultraviolet, whereas the v∞ values of the fast solution are closer, and probably more appropriate. However, our results also indicate that the δ-slow solution might better describe the dense winds of B hypergiants. Multiwavelength analyses and a larger sample of stars are needed to reach a definitive conclusion.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يمكن لنظرية الرياح التي يحركها خط أن تفسر العديد من السمات الطيفية المرصودة في النجوم من النوع المبكر، على الرغم من أن فهمنا لرياح العمالقة B لا يزال غير مكتمل. تتنبأ المعادلات الهيدروديناميكية للرياح النجمية البطيئة الدوران بنظامين بناءً على معلمة قوة الخط δ: الحل السريع والمحلول البطيء δ. في هذه الورقة، نهدف إلى استكشاف قدرة هذا الأخير على شرح الخصائص المرصودة للرياح العملاقة B. نحسب ملفات تعريف خط Hα، وهي أكثر تشخيصات الرياح حساسية في المجال البصري، لكل من نماذج الرياح السريعة والبطيئة. نحن نلائمها مع البيانات المرصودة من عينة مدروسة جيدًا من عمالقة B، من خلال تكييف معلمات قوة الخط (k و α و δ) للنموذج الهيدروديناميكي. بشكل غير متوقع، يمكن إعادة إنتاج أطياف Hα المرصودة بواسطة كلا نظامي الرياح الهيدروديناميكية بدقة مماثلة. ونجادل بأن هذا التشابه ينتج عن الشكل المماثل لقانون السرعة الطبيعي الذي ينتجه كلا النظامين في منطقة الرياح السفلية المكونة لـ Hα. تثير النتائج التي توصلنا إليها انقسامًا، لأن معدلات الخسارة الجماعية والسرعات النهائية (v∞) لكل محلول مختلفة تمامًا. يتنبأ محلول δ البطيء بالقيم القصوى لـ v∞ التي تكون أقل بشكل منهجي من تلك المقاسة بالأشعة فوق البنفسجية، في حين أن قيم v∞ للمحلول السريع أقرب، وربما أكثر ملاءمة. ومع ذلك، تشير نتائجنا أيضًا إلى أن محلول δ البطيء قد يصف بشكل أفضل الرياح الكثيفة لفرط عملاق B. هناك حاجة إلى تحليلات الأطوال الموجية المتعددة وعينة أكبر من النجوم للوصول إلى استنتاج نهائي.

Translated Description (French)

RÉSUMÉ La théorie des vents linéaires peut expliquer de nombreuses caractéristiques spectrales observées dans les étoiles de type précoce, bien que notre compréhension des vents des supergéantes B reste incomplète. Les équations hydrodynamiques pour les vents stellaires tournant lentement prédisent deux régimes basés sur le paramètre de force de ligne δ : la solution rapide et la solution δ-lente. Dans cet article, nous visons à explorer la capacité de ce dernier à expliquer les propriétés observées des vents supergéants B. Nous calculons les profils de ligne Hα, les diagnostics de vent les plus sensibles dans l'optique, pour les modèles de vent rapide et δ-lent. Nous les adaptons aux données observées à partir d'un échantillon bien étudié de supergéantes B, en adaptant les paramètres de force linéaire (k, α et δ) du modèle hydrodynamique. De manière inattendue, les spectres Hα observés peuvent être reproduits par les deux régimes de vent hydrodynamiques avec une précision similaire. Nous soutenons que cette similitude résulte de la forme similaire de la loi de vitesse normalisée produite par les deux régimes dans la région inférieure du vent formant Hα. Nos résultats soulèvent une dichotomie, car les taux de perte de masse et les vitesses terminales (v∞) pour chaque solution sont très différents. La solution δ-lente prédit des valeurs maximales pour v∞ qui sont systématiquement inférieures à celles mesurées dans l'ultraviolet, alors que les valeurs v∞ de la solution rapide sont plus proches, et probablement plus appropriées. Cependant, nos résultats indiquent également que la solution δ-lente pourrait mieux décrire les vents denses des hypergéantes B. Des analyses multi-longueurs d'onde et un plus grand échantillon d'étoiles sont nécessaires pour parvenir à une conclusion définitive.

Translated Description (Spanish)

RESUMEN La teoría de los vientos lineales puede explicar muchas de las características espectrales observadas en las estrellas de tipo temprano, aunque nuestra comprensión de los vientos de las supergigantes B sigue siendo incompleta. Las ecuaciones hidrodinámicas para vientos estelares de rotación lenta predicen dos regímenes basados en el parámetro de fuerza lineal δ: la solución rápida y la solución lenta. En este artículo, nuestro objetivo es explorar la capacidad de este último para explicar las propiedades observadas de los vientos supergigantes B. Calculamos perfiles de línea Hα, los diagnósticos de viento más sensibles en el óptico, tanto para modelos de viento rápido como δ-lento. Los ajustamos a los datos observados de una muestra bien estudiada de supergigantes B, adaptando los parámetros de fuerza lineal (k, α y δ) del modelo hidrodinámico. Inesperadamente, los espectros de Hα observados pueden ser reproducidos por ambos regímenes de viento hidrodinámico con una precisión similar. Argumentamos que esta similitud resulta de la forma similar de la ley de velocidad normalizada producida por ambos regímenes en la región eólica inferior que forma Hα. Nuestros hallazgos plantean una dicotomía, porque las tasas de pérdida de masa y las velocidades terminales (v∞) para cada solución son bastante diferentes. La solución δ-lenta predice valores máximos para v∞ que son sistemáticamente más bajos que los medidos en el ultravioleta, mientras que los valores de v∞ de la solución rápida son más cercanos y probablemente más apropiados. Sin embargo, nuestros resultados también indican que la solución δ-lenta podría describir mejor los vientos densos de las hipergigantes B. Se necesitan análisis de múltiples longitudes de onda y una muestra más grande de estrellas para llegar a una conclusión definitiva.

Files

stad3030.pdf.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
رياح العمالقة B الدوارة – II. النظام الهيدروديناميكي البطيء δ
Translated title (French)
Le vent des supergéantes B en rotation – II. Le régime hydrodynamique δ-lent
Translated title (Spanish)
El viento de las supergigantes B giratorias – II. El régimen hidrodinámico δ-lento

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4388516292
DOI
10.1093/mnras/stad3030

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1516349940
  • https://openalex.org/W1589182543
  • https://openalex.org/W1593352309
  • https://openalex.org/W1967156117
  • https://openalex.org/W1967284924
  • https://openalex.org/W1968752805
  • https://openalex.org/W1972986837
  • https://openalex.org/W1981563664
  • https://openalex.org/W1989199175
  • https://openalex.org/W1994542179
  • https://openalex.org/W2001814391
  • https://openalex.org/W2015539064
  • https://openalex.org/W2016746689
  • https://openalex.org/W2023145127
  • https://openalex.org/W2025107042
  • https://openalex.org/W2033380950
  • https://openalex.org/W2034573007
  • https://openalex.org/W2037363338
  • https://openalex.org/W2041151710
  • https://openalex.org/W2042288833
  • https://openalex.org/W2045953296
  • https://openalex.org/W2050964639
  • https://openalex.org/W2069526025
  • https://openalex.org/W2076151967
  • https://openalex.org/W2087295793
  • https://openalex.org/W2090625260
  • https://openalex.org/W2117034571
  • https://openalex.org/W2117503363
  • https://openalex.org/W2123423036
  • https://openalex.org/W2134456447
  • https://openalex.org/W2139466216
  • https://openalex.org/W2167788806
  • https://openalex.org/W2199950729
  • https://openalex.org/W2346201502
  • https://openalex.org/W2919504341
  • https://openalex.org/W2949439350
  • https://openalex.org/W2964325765
  • https://openalex.org/W3025918851
  • https://openalex.org/W3097980948
  • https://openalex.org/W3098527251
  • https://openalex.org/W3098583735
  • https://openalex.org/W3099291330
  • https://openalex.org/W3099513623
  • https://openalex.org/W3100110694
  • https://openalex.org/W3102203710
  • https://openalex.org/W3102761274
  • https://openalex.org/W3104196986
  • https://openalex.org/W3105647200
  • https://openalex.org/W3122062015
  • https://openalex.org/W3123670713
  • https://openalex.org/W3123974002
  • https://openalex.org/W3137450118
  • https://openalex.org/W3205917854
  • https://openalex.org/W3211699303
  • https://openalex.org/W4213233494
  • https://openalex.org/W4221156010
  • https://openalex.org/W4224943482
  • https://openalex.org/W4226422943
  • https://openalex.org/W4253079506
  • https://openalex.org/W4289310652
  • https://openalex.org/W4293187540
  • https://openalex.org/W4295974042
  • https://openalex.org/W4296503007
  • https://openalex.org/W4296577282
  • https://openalex.org/W4296577294
  • https://openalex.org/W4297015990
  • https://openalex.org/W4297673124
  • https://openalex.org/W4297845717
  • https://openalex.org/W4299638639
  • https://openalex.org/W4300226241
  • https://openalex.org/W4376274546