In the era of advanced electromagnetic and gravitational wave detectors, it has become increasingly important to effectively combine and study the impact of stellar evolution on binaries and dynamical systems of stars. Systematic studies dedicated to exploring uncertain parameters in stellar evolution are required to account for the recent observations of the stellar populations. We present a new approach to the commonly used Single-Star Evolution (SSE) fitting formulae, one that is more adaptable: Method of Interpolation for Single Star Evolution (METISSE). It makes use of interpolation between sets of pre-computed stellar tracks to approximate evolution parameters for a population of stars. We have used METISSE with detailed stellar tracks computed by the Modules for Experiments in Stellar Astrophysics (MESA), Bonn Evolutionary Code (BEC) and Cambridge STARS code. METISSE better reproduces stellar tracks computed using the STARS code compared to SSE, and is on average three times faster. Using stellar tracks computed with MESA and BEC, we apply METISSE to explore the differences in the remnant masses, the maximum radial expansion, and the main-sequence lifetime of massive stars. We find that different physical ingredients used in the evolution of stars, such as the treatment of radiation dominated envelopes, can impact their evolutionary outcome. For stars in the mass range 9 to 100 M$_\odot$, the predictions of remnant masses can vary by up to 20 M$_\odot$, while the maximum radial expansion achieved by a star can differ by an order of magnitude between different stellar models.

中文翻译：

---

大质量恒星的命运：与梅蒂斯一起探索恒星演化的不确定性

在先进的电磁和引力波探测器时代，有效结合和研究恒星演化对双星和恒星动力学系统的影响变得越来越重要。需要致力于探索恒星演化中不确定参数的系统研究，以解释最近对恒星种群的观察。我们针对常用的单星演化 (SSE) 拟合公式提出了一种新方法，该公式更具适应性：单星演化插值法 (METISSE)。它利用预先计算的恒星轨迹集之间的插值来近似恒星群的演化参数。我们将 METISSE 与由恒星天体物理学实验模块 (MESA) 计算出的详细恒星轨迹一起使用，波恩进化代码 (BEC) 和剑桥 STARS 代码。与 SSE 相比，METISSE 可以更好地再现使用 STARS 代码计算的恒星轨迹，并且平均快三倍。使用 MESA 和 BEC 计算的恒星轨迹，我们应用 METISSE 来探索大质量恒星的残余质量、最大径向膨胀和主序寿命的差异。我们发现恒星演化中使用的不同物理成分，例如辐射主导包层的处理，会影响它们的演化结果。对于质量范围为 9 到 100 M$_\odot$ 的恒星，残余质量的预测可能会相差 20 M$_\odot$，而恒星所达到的最大径向膨胀可能相差一个数量级在不同的恒星模型之间。与 SSE 相比，METISSE 可以更好地再现使用 STARS 代码计算的恒星轨迹，并且平均快三倍。使用 MESA 和 BEC 计算的恒星轨迹，我们应用 METISSE 来探索大质量恒星的残余质量、最大径向膨胀和主序寿命的差异。我们发现恒星演化中使用的不同物理成分，例如辐射主导包层的处理，会影响它们的演化结果。对于质量范围为 9 到 100 M$_\odot$ 的恒星，残余质量的预测可能会相差 20 M$_\odot$，而恒星所达到的最大径向膨胀可能相差一个数量级在不同的恒星模型之间。与 SSE 相比，METISSE 可以更好地再现使用 STARS 代码计算的恒星轨迹，并且平均快三倍。使用 MESA 和 BEC 计算的恒星轨迹，我们应用 METISSE 来探索大质量恒星的残余质量、最大径向膨胀和主序寿命的差异。我们发现恒星演化中使用的不同物理成分，例如辐射主导包层的处理，会影响它们的演化结果。对于质量范围为 9 到 100 M$_\odot$ 的恒星，残余质量的预测可能会相差 20 M$_\odot$，而恒星实现的最大径向膨胀可能相差一个数量级在不同的恒星模型之间。我们应用 METISSE 来探索大质量恒星的残余质量、最大径向膨胀和主序寿命的差异。我们发现恒星演化中使用的不同物理成分，例如辐射主导包层的处理，会影响它们的演化结果。对于质量范围为 9 到 100 M$_\odot$ 的恒星，残余质量的预测可能会相差 20 M$_\odot$，而恒星所达到的最大径向膨胀可能相差一个数量级在不同的恒星模型之间。我们应用 METISSE 来探索大质量恒星的残余质量、最大径向膨胀和主序寿命的差异。我们发现恒星演化中使用的不同物理成分，例如辐射主导包层的处理，会影响它们的演化结果。对于质量范围为 9 到 100 M$_\odot$ 的恒星，残余质量的预测可能会相差 20 M$_\odot$，而恒星所达到的最大径向膨胀可能相差一个数量级在不同的恒星模型之间。