http://arxiv.org/abs/1304.7120Dust formation in the winds of AGBs: the contribution at low metallicities
Marcella Di Criscienzo, Flavia Dell'Agli, Paolo Ventura, Raffaella Schneider, Rosa Valiante, Fabio La Franca, Corinne Rossi, Simona Gallerani, Roberto Maiolino
Происхождение космической пыли обычно связывают с несколькими источниками, в основном, с протяжёнными оболочками проэволюционировавших звёзд и с остатками сверхновых. Особый интерес привлекают процессы образования пылевых частиц при низкой металличности. Во-первых, наблюдательных данных о малометалличных системах поднакопилось, во-вторых, просто интересно погонять один и тот же процесс (или группу процессов) при разных режимах. В этой работе исследуется предполагаемый основной источник графитовой и силикатной пыли -- звёзды в диапазоне масс от 1 до 7,5 масс Солнца. Их эволюция прослеживается от стадии до главной последовательности до стадии асимптотической ветви гигантов. На этой финальной стадии во внешней атмосфере звезды и её ветре складываются благоприятные условия для конденсации пылевых частиц, состав которых сильно зависит от химического состава вещества. Одним из ключевых параметров является отношение С/О -- если оно меньше единицы, все атомы углерода оказываются связанными в молекулы СО, что препятствует образованию графитовых частиц и полициклических ароматических углеводородов. При солнечной металличности в этом случае предпочтительно будут образовываться силикатные пылинки (Si+O+...). Если отношение С/О больше единицы, в среде остаются свободные атомы С, из которых может формироваться графитовая пыль и органические макромолекулы.
В статье рассматриваются звёзды с металличностью
Z=3 10
-4 (в сто раз меньше солнечной). Показано, что в этом случае в звёздах с массой выше 3 солнечных отношение С/О в оболочке всегда остаётся меньше 1, что не даёт образовываться графитовым частицам. Однако и силикатные частицы тоже образуются очень неэффективно -- из-за низкого содержания кремния. У звёзд меньше массы отношение С/О в оболочке превосходит единицу, и потому в ней синтезируется примерно несколько единиц на 10
-4 солнечной массы углеродной пыли размером порядка 0,1 микрона.
В целом, по результатам моделирования авторы приходят к выводу, что звёзды АВГ при металличности
Z=3 10
-4 обогащают межзвёздную среду только углеродной пылью, причём на довольно длительных временах, сравнимых со временем жизни звёзд массы 3 массы Солнца и ниже. При ещё меньшей металличности отношение С/О становится меньше 1 и у звёзд меньшей массы. При
Z меньше 10
-4 основным поставщиком пыли должны становиться остатки сверхновых.
