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中子俘获元素超丰的贫金属星丰度模拟与分析

陈燕萍  
【摘要】: 近年来,对贫金属星的观测研究表明,有一部分星的元素丰度表现为s-过程或r-过程元素丰度超丰或两种中子俘获元素丰度均超丰。我们称这样的星为“中子俘获元素超丰的贫金属星”(NEMP)。本文基于对目前观测到的r-星、s-星和s+r星的观测数据,首次以[C/Fe]作为初步的分类标准,利用早期星系化学演化模型和外赋AGB星质量吸积模型,研究s+r星与s-星和r-星的关系。 通过本文对中子俘获元素超丰贫金属星的计算和讨论可得如下主要结论: s+r星可能形成于主星质量为4.0~5.0M_⊙的双星系统。在此质量范围内的主星经历AGB过程产生大量的C和s-过程元素通过双星间的质量传输污染伴星,其伴星即我们观测到的星表现出C和s-过程元素的超丰。随后,主星还会经历超新星爆发合成r-过程元素,对伴星进行第二次污染形成s+r星。s+r星和s-星属于同一类星,s-星可能形成于轨道距离较远的双星系统,或由于双星系统中主星核心质量达不到1.5型超新星所需条件,不能进行r-过程核合成,则伴星也表现为观测到的s-星。s+r星存在金属丰度[Fe/H]=-2.0的上限是由于受到核心质量和金属丰度关系的限制,高金属条件下难以形成1.5型超新星,因此观测不到[Fe/H]-2.0的s+r星。 计算模拟结果表明,r-星可能形成于较大质量(5-8 M_⊙)主星的双星系统,这为r过程核合成的可能场所提供了有益的探索,同时也对观测上贫金属星中r-元素有较大的弥散但是α元素弥散较小给出合理的解释。


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