He estado buscando ejemplos de cómo se determinan las tasas de pérdida de masa.
Estoy estudiando una capa de polvo circunestelar expulsada de una estrella Wolf-Rayet. Tengo algunos parámetros como la velocidad de expansión del caparazón (60 km/s), la masa de polvo del caparazón (0.1 M_sun), los radios del caparazón (R_in=10000 AU y R_out=60000) y su edad (T=26000 años).
Me preguntaba si hay una fórmula que relacione esos parámetros y si son suficientes para determinar la tasa de pérdida de masa de polvo o depende de otros factores.
¿Alguien podría ayudar?
Aproximadamente: la tasa de pérdida de masa para un viento con simetría esférica viene dada por
Aquí tienes y tenga la masa de material dentro de dos radios concéntricos, para que pueda calcular la densidad promedio en algún radio promedio en el caparazón.
La edad del caparazón no es relevante para la tasa de pérdida de masa , pero suponiendo que los parámetros del viento no cambien durante ese tiempo, le dirán cuánta masa se ha perdido en total. .
Hay mucha información adicional que necesitaría para obtener una tasa de pérdida de masa. Lo que tiene es una detección de una masa de polvo y un intervalo de tiempo durante el cual se perdió esa masa, por lo que podría obtener algo que parezca una tasa de pérdida de masa al tomar la masa y dividirla por el tiempo durante el cual se perdió, entonces 0.1 M_sun dividido por 26,000 años. Eso ya es una tasa de pérdida de masa de 0,0004 M_sun/año, que es bastante alta, pero existen varios problemas que podrían llevar a que se sobrestime o se subestime:
1) Presumiblemente, desea una tasa de pérdida de masa promedio durante intervalos de tiempo muy largos, no solo 26,000 años. Por lo tanto, debe saber si esto representa un proceso constante o un tipo de evento especial. A menudo se observa que las estrellas relacionadas con las estrellas Wolf-Rayet, llamadas "variables azules luminosas", pierden masa en episodios discretos que ocurren en intervalos impredecibles. Entonces, ¿el polvo que rodea a su estrella es una característica típica que se debe esperar que esté siempre allí, o se seleccionó la estrella porque tiene esa característica? Si es lo último, entonces la escala de tiempo de 26.000 años no es un tiempo característico para ese objeto. Un problema relacionado es que 60 km/s es una velocidad muy lenta para un viento Wolf-Rayet, por lo que también sugiere que tuvo algún tipo de incidente de liberación masiva cuando la estrella estaba muy hinchada, no un tipo de viento más constante.
2) Un problema aún peor es que todo lo que sabes es la masa en polvo. Probablemente sea solo una pequeña fracción de la masa total perdida, porque dependiendo del estado evolutivo de la estrella Wolf-Rayet, podría haber mucho hidrógeno, y muy probablemente mucho helio, que no participan en la formación de polvo. . Además, la razón por la que no se detecta polvo dentro de 10000 AU podría ser que el polvo aún no se ha formado cuando está tan cerca de la radiación ionizante de la estrella Wolf-Rayet. Si es así, ni siquiera puede usar la masa de polvo para caracterizar la masa del material que forma polvo, sin conocer también la fracción que ha formado polvo en cada radio particular.
3) Además, si el radio exterior de la característica es de 60 000 AU y la característica ha tardado 26 000 años en formarse, entonces la velocidad promedio del borde exterior de la característica es la proporción de esos números, lo que arroja 2,3 AU/año. Eso se traduce en 11 km/s. Entonces, si el polvo se mueve a 60 km/s, pero el borde exterior de la característica solo se mueve a 11 km/s, eso significa que el viento se está acumulando en material en el medio interestelar. Por lo tanto, no está del todo claro que la masa de polvo que está viendo provenga del viento Wolf-Rayet, parte de ella podría estar formándose a partir del gas que estaba previamente en el medio interestelar porque algo así como 5/6 de la masa de gas en ese característica tendrá que haber venido del medio interestelar. El viento Wolf-Rayet estará enriquecido en material formador de polvo, pero si solo está 5 veces más enriquecido, seguirá saliendo polvo del ISM. Eso también depende del estado evolutivo de la estrella Wolf-Rayet. (El hecho de que veas tanto polvo sugiere que podría tratarse de una estrella de tipo "WC", que son muy ricas en carbono, por lo que este último problema podría no ser motivo de preocupación).
Por lo tanto, se necesitaría más reflexión y más investigación sobre el objeto, con restricciones cuantitativas adicionales, para obtener una estimación de la tasa de pérdida de masa a más largo plazo. Pero al menos tiene .0004 M_sun/yr como una especie de punto de referencia para comenzar esa conversación.
HDE 226868