發(fā)布時間：2017-12-22 20:22

  本文關鍵詞：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》2013年博士論文　論文類型：學位論文

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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的重要內容。元素的天體物理來源多種多樣，過程也極其復雜，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，我們用分量模型對恒星的元素豐度進行了分解，并對結果進行了分析和討論。 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30顆貧金屬星的觀測豐度進行了分解。通過對分量系數的分析，發(fā)現其中的兩顆星是弱r-過程星。由于星系形成早期的大質量星的貢獻（P分量）沒有考慮在內，[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分量擬合，其輕元素和鐵族元素的觀測豐度明顯大于計算結果，這說明該星的P分量貢獻不可忽略。用BD-185550的觀測豐度減去計算值，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P分量的貢獻隨[Fe/H]的增加迅速減小。 對貧金屬星流恒星的研究表明其弱r-過程分量系數近似為常數，這意味著盡管弱r-過程元素與Fe元素產生于不同的過程，但是在整個星流污染的歷史中弱r-過程元素隨著Fe的增加而增加，且以近似固定的產量比例由II型超新星產生。我們發(fā)現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-過程產生的豐度分布在較寬的金屬豐度范圍內比較穩(wěn)定。在[Fe/H]＞-2.2時，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時達到太陽系的值。CS29513-032是星流恒星中的一顆s-rich星，它的s-過程豐度來自低質量AGB星的污染，其r-過程分量系數與同金屬度下的星流恒星的r-過程分量系數接近，暗示CS29513-032與其它星流恒星有著共同的天體物理起源。 根據CS22892-052、CS31082-001和HD122563、HD88609觀測豐度的比較結果，我們估算了弱r-過程和主要r-過程前身星的質量范圍和產量。計算結果顯示，弱r-過程產生于前身星質量大約為11-26M⊙的超新星爆發(fā)階段，其中前身星質量在15M⊙＜M＜26M⊙范圍內的超新星的貢獻大于80%。 球狀星團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，且它們的主要r-過程分量系數和弱r-過程分量系數都接近常數，其s-過程元素豐度來自低質量的AGB星的污染。盡管金屬豐度比較低，M22恒星的s-過程豐度分布已經達到了太陽系的主要s-過程豐度分布。s-過程分量系數與r-過程分量系數隨金屬度的變化趨勢明顯不同。s-過程分量系數隨[Fe/H]增長的趨勢意味著s-過程對M22豐度的貢獻是逐漸增加的。這一現象可能是星團內部演化的結果，并且可以用低質量AGB星具有較長壽命來解釋。 我們利用五分量模型對銀河系較高金屬豐度恒星的豐度進行分解，給出了各分量貢獻隨金屬豐度的變化趨勢。利用該方法，我們對天爐座矮星系的恒星豐度進行了研究，并與具有相似金屬豐度的銀河系恒星的豐度進行比較，得到了矮星系演化的初始質量函數“bottom-heavy”的重要證據。
【學位授予單位】：河北師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P141

【共引文獻】

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本文編號：1320894