Çok Büyük Kütleli Yıldızların Oluşumu ve Evrimi

Year 2023, , 138 - 141, 31.12.2023

Dolunay Koçak

https://doi.org/10.55064/tjaa.1203615

Abstract

Çok büyük kütleli kara delikler ve orta kütleli kara deliklerin oluşum problemlerine ek olarak küresel kümelerde görülen çoklu yıldız popülasyonlarını açıklamak için çok büyük kütleli yıldızlar kritik bir rol oynar. Bu çalışmada da özellikle küresel kümelerdeki bu farklılığı açıklamak ve küresel kümelerdeki çift sistemleri daha iyi anlamak için çok büyük kütleli yıldızların oluşumu ve evrimine ilişkin yüksek çözünürlüklü evrim modelleri elde edilmiştir. Modeller sırasında, hedef sistemlerin evrimi doğrultusunda gerekli değişiklikler ve eklemeler yapılarak MESA (Modules for Experiments in Stellar Astrophysics) evrim kodu kullanılmıştır. Sistemlerin oluşumlarında farklı başlangıç kimyasal bolluk ve farklı toplanma oranları dikkate alınmıştır. Yeni elde edilen modellerde kütle toplanma oranı olarak 0.1 M⊙/yr, 0.3 M⊙/yr, 0.5 M⊙/yr, 1 M⊙/yr değerleri kullanılmıştır. Başlangıç metal bollukları ise Güneş bolluğu cinsinden 0.1 Z⊙ , 0.5 Z⊙ ve 1 Z⊙ olarak ele alımıştır. Sonuçta elde edilen çok sayıda evrim modellerinin çıktıları ZAMS ve TAMS arasındaki süre dikkate alınarak çok büyük kütleli yıldızların Hertzsprung-Russell (H-R), Kütle-Yarıçap (M-R), Kütle-Sıcaklık (M-T) ve Kütle-Işıtma (M-L) değişimleri elde edilmiştir.

Keywords

Super massive stars, globular clusters, multiple stellar populations, intermediate mass black hole, super massive black hole

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

117F188, 119F077, 2211C, 2214A

Formation and Evolution of Super Massive Stars

Abstract

In addition to the formation problems of supermassive and intermediate-mass black holes, supermassive stars play a crucial role in explaining the multiple star populations exhibited in globular clusters. In this study, high-resolution evolution models of the formation and evolution of supermassive stars (SMS) were obtained to explain this difference, especially in globular clusters and to understand the binary systems in globular clusters better. During the models, MESA (Modules for Experiments in Stellar Astrophysics) evolution code was used by doing changes and additions following the purpose. Different chemical abundances and different mass accretion rates were considered during the models. In the models obtained, mass accretion rates of 0.1 M⊙/yr, 0.3 M⊙/yr, 0.5 M⊙/yr, and 1 M⊙/yr with metal abundances of 0.1 Z⊙, 0.5 Z⊙ and 1 Z⊙ were used. Considering the evolution between ZAMS and TAMS, the outputs of many models, the Hertzsprung-Russell (H-R), Mass-Radius (M-R), Mass-Temperature (M-T) and Mass-Luminosity (M-L) variations of the systems, were obtained.

Keywords

Super massive stars, globular clusters, multiple stellar populations, intermediate mass black hole, super massive black hole

Project Number

117F188, 119F077, 2211C, 2214A

References

• Bastian N., Lardo C., 2018, ARA&A, 56, 83
• Becerra F., Greif T. H., Springel V., Hernquist L. E., 2015, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 446, 2380
• Bedin L. R., Piotto G., Anderson J., Cassisi S., King I. R., Momany Y., Carraro G., 2004, ApJ, 605, L125
• Begelman M. C., 2010, MNRAS, 402, 673
• Bragaglia A., Sneden C., Carretta E., Gratton R. G., Lucatello S., Bernath P. F., Brooke J. S. A., Ram R. S., 2014, ApJ, 796, 68
• Carretta E., Bragaglia A., Gratton R. G., Recio-Blanco A., Lucatello S., D’Orazi V., Cassisi S., 2010, A&A, 516, A55
• Chandrasekhar S., 1964, ApJ, 140, 417
• Charbonnel C., 2016, in EAS Publications Series. pp 177–226 (arXiv:1611.08855), doi:10.1051/eas/1680006
• Denissenkov P. A., Hartwick F. D. A., 2014, MNRAS, 437, L21
• Denissenkov P. A., VandenBerg D. A., Hartwick F. D. A., Herwig F., Weiss A., Paxton B., 2015, MNRAS, 448, 3314
• Ferrara A., Salvadori S., Yue B., Schleicher D., 2014, MNRAS, 443, 2410
• Fragos T., ve diğ., 2023, ApJS, 264, 45
• Geisler D., Villanova S., Carraro G., Pilachowski C., Cummings J.,Johnson C. I., Bresolin F., 2012, ApJ, 756, L40
• Gieles M., ve diğ., 2018, MNRAS, 478, 2461
• Gratton R. G., ve diğ., 2001, A&A, 369, 87
• Haemmerlé L., Woods T. E., Klessen R. S., Heger A., Whalen D. J., 2018a, ApJ, 853, L3
• Haemmerlé L., Woods T. E., Klessen R. S., Heger A., Whalen D. J., 2018b, ApJ, 853, L3
• Haemmerlé L., Meynet G., Mayer L., Klessen R. S., Woods T. E., Heger A., 2019, A&A, 632, L2
• Hosokawa T., Omukai K., Yorke H. W., 2012, ApJ, 756, 93
• Hosokawa T., Yorke H. W., Inayoshi K., Omukai K., Yoshida N., 2013, ApJ, 778, 178
• Iben Icko J., 1963, ApJ, 138, 1090
• Ilie C., Freese K., Valluri M., Iliev I. T., Shapiro P. R., 2012, MNRAS, 422, 2164
• Inayoshi K., Omukai K., 2012, MNRAS, 422, 2539
• Inayoshi K., Omukai K., Tasker E., 2014, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 445, L109
• Koçak D., 2023, PhD thesis, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi
• Koçak D., İçli T., Yakut K., 2020, Contributions of the Astronomical Observatory Skalnate Pleso, 50, 508
• Koçak D., Yakut K., Southworth J., Eggleton P. P., İçli T., Tout C. A., Bloemen S., 2021, ApJ, 910, 111
• Latif M. A., Schleicher D. R. G., Schmidt W., Niemeyer J. C., 2013, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 436, 2989
• Martins F., Chantereau W., Charbonnel C., 2021, preprint, (arXiv:2104.13988), ADS
• Mészáros S., ve diğ., 2020, MNRAS, 492, 1641
• Meynet G., Maeder A., Schaller G., Schaerer D., Charbonnel C., 1994, A&AS, 103, 97, ADS
• Mezcua M., 2017, International Journal of Modern Physics D, 26, 1730021
• Milone A. P., ve diğ., 2015, ApJ, 808, 51 Pancino E., Rejkuba M., Zoccali M., Carrera R., 2010, A&A, 524, A44
• Paxton B., Bildsten L., Dotter A., Herwig F., Lesaffre P., Timmes F., 2011, ApJS, 192, 3
• Paxton B., ve diğ., 2013, ApJS, 208, 4
• Piotto G., ve diğ., 2007, ApJ, 661, L53
• Piotto G., ve diğ., 2015, AJ, 149, 91
• Prantzos N., Charbonnel C., Iliadis C., 2007, A&A, 470, 179
• Prantzos N., Charbonnel C., Iliadis C., 2017, A&A, 608, A28
• Rees M. J., 1984, ARA&A, 22, 471
• Reinoso B., Schleicher D. R. G., Fellhauer M., Klessen R. S., Boekholt T. C. N., 2018, A&A, 614, A14
• Schleicher D. R. G., Palla F., Ferrara A., Galli D., Latif M., 2013, A&A, 558, A59
• Shibata M., Shapiro S. L., 2002, ApJ, 572, L39
• Soto M., ve diğ., 2017, AJ, 153, 19
• Surace M., ve diğ., 2018, ApJ, 869, L39
• Trinca A., Schneider R., Maiolino R., Valiante R., Graziani L., Volonteri M., 2022, preprint, (arXiv:2211.01389), ADS
• Vink J. S., 2022, ARA&A, 60, 203
• Volonteri M., 2010, A&ARv, 18, 279
• Wang L., ve diğ., 2017, preprint, (arXiv:1710.07005), ADS
• Woods T. E., ve diğ., 2019, Publ. Astron. Soc. Australia, 36, e027
• Çokluk K. A., Koçak D., Içli T., Karaköse S., Üstündaˇg S., Yakut K., 2019, MNRAS, 488, 4520