發(fā)布時(shí)間：2017-12-22 20:22

  本文關(guān)鍵詞：恒星中子俘獲元素豐度的定量分解研究　出處：《河北師范大學(xué)》2013年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：恒星的元素豐度為我們理解恒星與星系的形成及演化提供了非常重要的信息，所以探索恒星元素豐度的起源是核天體物理學(xué)的重要內(nèi)容。元素的天體物理來源多種多樣，過程也極其復(fù)雜，因此恒星的觀測豐度通常不能用單一的核合成過程來解釋。在這種情況下，我們用分量模型對(duì)恒星的元素豐度進(jìn)行了分解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。 貧金屬星的元素豐度，尤其是中子俘獲元素的豐度，為我們研究星系形成早期的天體演化提供了重要線索。本文利用兩顆主要r-過程星CS22892-052、CS31082-001和兩顆弱r-過程星HD122563、HD88609的觀測豐度，得到了主要r-過程和弱r-過程分量的豐度分布。貧金屬星的觀測豐度表明輕元素和鐵族元素的增豐與弱r-過程元素增豐相關(guān)聯(lián)，我們將弱r-過程分量的豐度分布推廣到了輕元素和鐵族元素。利用主要r-過程分量和弱r-過程分量，我們對(duì)30顆貧金屬星的觀測豐度進(jìn)行了分解。通過對(duì)分量系數(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)其中的兩顆星是弱r-過程星。由于星系形成早期的大質(zhì)量星的貢獻(xiàn)（P分量）沒有考慮在內(nèi)，[Sr/Fe]的觀測值很低的“低Sr星”BD-185550的觀測豐度不能用這兩個(gè)分量擬合，其輕元素和鐵族元素的觀測豐度明顯大于計(jì)算結(jié)果，這說明該星的P分量貢獻(xiàn)不可忽略。用BD-185550的觀測豐度減去計(jì)算值，我們得到了P分量的豐度分布。用主要r-過程分量、弱r-過程分量和P分量重新擬合30顆星的豐度之后，發(fā)現(xiàn)P分量的貢獻(xiàn)隨[Fe/H]的增加迅速減小。 對(duì)貧金屬星流恒星的研究表明其弱r-過程分量系數(shù)近似為常數(shù)，這意味著盡管弱r-過程元素與Fe元素產(chǎn)生于不同的過程，但是在整個(gè)星流污染的歷史中弱r-過程元素隨著Fe的增加而增加，且以近似固定的產(chǎn)量比例由II型超新星產(chǎn)生。我們發(fā)現(xiàn)星流恒星中有一顆弱r-過程星，HD237846，，其金屬豐度（[Fe/H]=-3.29）比已知的弱r-過程星HD88609的金屬豐度（[Fe/H]=-3.07）還要低，這說明弱r-過程產(chǎn)生的豐度分布在較寬的金屬豐度范圍內(nèi)比較穩(wěn)定。在[Fe/H]＞-2.2時(shí)，C_(r,m)與C_(r,m)接近，意味著主要r-過程和弱r-過程分量比例在[Fe/H]～-2.2時(shí)達(dá)到太陽系的值。CS29513-032是星流恒星中的一顆s-rich星，它的s-過程豐度來自低質(zhì)量AGB星的污染，其r-過程分量系數(shù)與同金屬度下的星流恒星的r-過程分量系數(shù)接近，暗示CS29513-032與其它星流恒星有著共同的天體物理起源。 根據(jù)CS22892-052、CS31082-001和HD122563、HD88609觀測豐度的比較結(jié)果，我們估算了弱r-過程和主要r-過程前身星的質(zhì)量范圍和產(chǎn)量。計(jì)算結(jié)果顯示，弱r-過程產(chǎn)生于前身星質(zhì)量大約為11-26M⊙的超新星爆發(fā)階段，其中前身星質(zhì)量在15M⊙＜M＜26M⊙范圍內(nèi)的超新星的貢獻(xiàn)大于80%。 球狀星團(tuán)M22中恒星的豐度可以分解為主要r-過程、弱r-過程和主要s-過程分量的貢獻(xiàn)，且它們的主要r-過程分量系數(shù)和弱r-過程分量系數(shù)都接近常數(shù)，其s-過程元素豐度來自低質(zhì)量的AGB星的污染。盡管金屬豐度比較低，M22恒星的s-過程豐度分布已經(jīng)達(dá)到了太陽系的主要s-過程豐度分布。s-過程分量系數(shù)與r-過程分量系數(shù)隨金屬度的變化趨勢明顯不同。s-過程分量系數(shù)隨[Fe/H]增長的趨勢意味著s-過程對(duì)M22豐度的貢獻(xiàn)是逐漸增加的。這一現(xiàn)象可能是星團(tuán)內(nèi)部演化的結(jié)果，并且可以用低質(zhì)量AGB星具有較長壽命來解釋。 我們利用五分量模型對(duì)銀河系較高金屬豐度恒星的豐度進(jìn)行分解，給出了各分量貢獻(xiàn)隨金屬豐度的變化趨勢。利用該方法，我們對(duì)天爐座矮星系的恒星豐度進(jìn)行了研究，并與具有相似金屬豐度的銀河系恒星的豐度進(jìn)行比較，得到了矮星系演化的初始質(zhì)量函數(shù)“bottom-heavy”的重要證據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P141

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1320894