Soluciones hidrodinámicas para vientos impulsados por radiación en regiones de transición

Abstract

La teoría estándar para modelar los vientos impulsados por radiación de las estrellas masivas es la teoría m-CAK, que describe la fuerza de radiación por medio de tres parámetros: κ, α y δ. El parámetro δ, que describe los cambios en la ionización del medio, determina dos tipos de soluciones para las ecuaciones hidrodinámicas de vientos con baja o nula rotación. Estas soluciones se llaman “rápidas” y “δ-lentas”, las cuales poseen velocidades terminales muy diferentes. Las soluciones rápidas y lentas están separadas entre sí por una región (llamada brecha), en el espacio del parámetro δ, en la que, hasta el momento, no se han encontrado soluciones estacionarias. En este trabajo utilizamos el código hidrodinámico dependiente del tiempo ZEUS-3D para resolver la ecuación de movimiento siguiendo la evolución temporal de una solución inicial dada, para encontrar soluciones pertenecientes a la brecha. Estas nuevas soluciones presentan un quiebre o kink en la pendiente de la ley de velocidad, ubicado a una distancia fija desde la estrella, la cual depende del valor de δ. Además, investigamos si esta discontinuidad podría dar lugar a la presencia de componentes discretas en absorción. Para evaluar esta posibilidad, resolvemos la ecuación de transporte de radiación para medios en movimiento, fuera de equilibrio termodinâmico local, y analizamos los perfiles de línea sintéticos para Si IV.

The theoretical framework for modeling radiation-driven winds in hot stars is the “m-CAK theory”, which describes the radiation force using three parameters: α, δ, and κ. In particular, δ introduces changes in the ionization of the material and can lead to two different types of solutions for the hydrodynamic equations of slowly or non-rotating winds. These solutions, known as the “fast” and “δ-slow” solutions, are principally distinguished by their markedly different terminal velocities. Both solutions are separated by a gap in the parameter space of 5, where no stationary solutions have been found so far. In this study, we employ the time-dependent hydrodynamic code ZEUS-3D, to solve the equation of motion, tracking the temporal evolution from a specified initial solution to obtain solutions in the gap. These novel solutions exhibit a stationary kink in the velocity profile at a fixed distance from the star, the position of which depends on the value of δ. Here, we investigated if this discontinuity can lead to Discrete Absorption Components, solving the transfer equation in the comoving frame along with the non-local thermodynamic equilibrium rate equations to compute ultraviolet synthetic line-profiles for Si IV.