Effect of rotational mixing and metallicity on the hot star wind mass-loss rates

KRTIČKA, Jiří and Jiří KUBÁT. Effect of rotational mixing and metallicity on the hot star wind mass-loss rates. Astronomy and Astrophysics. EDP Sciences, 2014, vol. 567, JULY, p. "A63-1"-"A63-7", 7 pp. ISSN 0004-6361. Available from: https://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201423845.

Basic information

• Original name: Effect of rotational mixing and metallicity on the hot star wind mass-loss rates
• Name in Czech: Vliv rotačního promíchávání a metalicity na rychlost ztráty hmoty horkých hvězd
• Authors: KRTIČKA, Jiří (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution) and Jiří KUBÁT (203 Czech Republic).
• Edition: Astronomy and Astrophysics, EDP Sciences, 2014, 0004-6361.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10308 Astronomy
• Country of publisher: France
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• Impact factor: Impact factor: 4.378
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/14:00073775
• Organization unit: Faculty of Science
• Doi: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201423845
• UT WoS: 000341185300123
• Keywords (in Czech): hvězdné větry; rané hvězdy; hydrodynamika
• Keywords in English: stars: winds; outflows; stars: mass-loss; stars: early-type; hydrodynamics
• Tags: AKR, rivok
• Tags: International impact, Reviewed

Abstract

Hot star wind mass-loss rates depend on the abundance of individual elements. This dependence is usually accounted for assuming scaled solar chemical composition. However, this approach may not be justified in evolved rotating stars. The rotational mixing brings CNO-processed material to the stellar surface, increasing the abundance of nitrogen at the expense of carbon and oxygen, which potentially influences the mass-loss rates. We study the influence of the modified chemical composition resulting from the rotational mixing on the wind parameters, particularly the wind mass-loss rates. We use our NLTE wind code to predict the wind structure and compare the calculated wind mass-loss rate for the case of scaled solar chemical composition and the composition affected by the CNO cycle. We show that for a higher mass-fraction of heavier elements Z/Zo>0.1 the change of chemical composition from the scaled solar to the CNO-processed scaled solar composition does not significantly affect the wind mass-loss rates. The missing line force caused by carbon and oxygen is compensated for by nitrogen line force. However, for a very low-mass fraction of heavier elements Z/Zo<0.1 the rotational mixing significantly affects the wind mass-loss rates. Moreover, the decrease of the mass-loss rate with metallicity is stronger at such low metallicities. We study the relevance of the wind momentum-luminosity relationship for different metallicities and show that for a metallicity Z/Zo<0.1 the relationship displays a large scatter, which depreciates the use of this relationship at the lowest metallicities.

Abstract (in Czech)

Rychlost ztráty hmoty prostřednictvím větru horkých hvězd závisí na obsahu jednotlivých prvků. Tato závislost je obvykle započtena prostřednictvím skálovaného slunečního chemického složení. Tento přístup ale nemusí být správný v případě vyvinutých rotujících hvězd. Rotační promíchávání vynáší látku pozměněnou CNO cyklem na povrch hvězdy, což vede k nárůstu obsahu dusíku na úkor uhlíku a kyslíku. Studujeme vliv pozměněného chemického složení spojeného s rotačním promícháváním na parametry hvětru. Pro určování rychlosti ztráty hmoty využíváme vlastní NLTE modely. Ukazujeme, že pro vyšší obsah těžších prvků Z/Zo>0.1 změna chemického složení vyvolaná probíhajícím CNO cyklem nijak vážně neovlivňuje rychlost ztráty hmoty. Pro menší zastoupení těžších prvků je však tento efekt výraznější.

Links

• GA13-10589S, research and development project: Name: Ztráta hmoty horkých hmotných hvězd

Investor: Czech Science Foundation