發(fā)布時(shí)間：2018-03-21 05:32

  本文選題：銀河系　切入點(diǎn)：恒星　出處：《河北師范大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：銀河系的形成和演化是非常重要的天體物理問題之一，不同年齡的恒星，其化學(xué)元素豐度能夠提供銀河系不同演化階段的化學(xué)組成。恒星元素豐度是追蹤銀河系化學(xué)演化很好的探針，因此元素豐度的觀測分析一直是天體物理研究的一個(gè)重要課題。本文主要研究太陽附近恒星中的Si元素豐度，選擇Si元素進(jìn)行研究的原因有兩個(gè)：一是因?yàn)镾i元素作為典型的元素一般認(rèn)為產(chǎn)生于星系形成早期的SN II超新星爆發(fā)過程，因此可以作為示蹤元素來研究星系早期的化學(xué)演化；二是由于Si元素屬于恒星中豐度較高的元素，是晚型恒星中重要的電子來源。高分辨率、高信噪比的恒星光譜是在2001至2003年間的利用Calar Alto天文臺(tái)的DSAZ2.2米望遠(yuǎn)鏡及其附屬的FOCES光纖折軸光譜儀觀測得到的。 目前關(guān)于Si元素的豐度分析一般都是在局部熱動(dòng)平衡（LTE）效應(yīng)的假定下進(jìn)行的，，但對于那些恒星大氣明顯偏離LTE狀態(tài)的恒星來說，豐度分析需要考慮非局部熱動(dòng)平衡（NLTE）效應(yīng)的影響。我們的工作主要是通過觀測得到太陽附近的166顆矮星的光譜，建立恒星大氣模型，采用光譜綜合方法，分別在局部熱動(dòng)平衡及非局部熱動(dòng)平衡兩個(gè)假定下分析得到樣本恒星的Si元素豐度，目的是研究NLTE效應(yīng)對Si元素豐度確定的影響。我們分別采用運(yùn)動(dòng)學(xué)和豐度判據(jù)（[Mg/Fe]）來劃分樣本星的星族成分，研究了薄盤、厚盤及暈星等不同星族成分中[Si/Fe]的演化趨勢。 論文的第一部分是引言，主要介紹了恒星中Si元素豐度的觀測研究現(xiàn)狀；第二部分給出了觀測樣本和數(shù)據(jù)處理過程；第三部分是大氣模型和恒星參數(shù)的確定；第四部分是Si的原子模型和非局部熱動(dòng)平衡的影響；第五部分給出了Si豐度的結(jié)果及對結(jié)果的分析；第六部分是結(jié)果討論；最后第七部分是結(jié)論。 通過分析，我們得到了以下幾個(gè)重要結(jié)論： （1）NLTE對Si豐度的影響是與恒星有效溫度相關(guān)的，熱星的NLTE的修正較大。 （2）NLTE效應(yīng)對不同電離態(tài)的Si元素的豐度影響是不同的，其對中性原子Si I譜線的修正很小幾乎可以忽略，但對一次電離的Si II譜線的豐度修正平均達(dá)到-0.06dex。這使得考慮NLTE效應(yīng)后由Si I線和Si II線得到的豐度差由原來LTE下的0.07dex減小為0.02dex，表明考慮NLTE修正是十分必要的。 （3）貧金屬星中Si元素豐度隨著[Fe/H]的增加呈減小趨勢，但富金屬星的[Si/Fe]隨[Fe/H]的增加反而有輕微的上升趨勢。 （4）厚盤星的[Si/Fe]明顯高于薄盤星，但并沒有嚴(yán)格的區(qū)分薄盤和厚盤的明確界限，既存在一些運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)屬于薄盤而元素豐度屬于厚盤的恒星，也存在一些運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)屬于厚盤而元素豐度屬于薄盤的恒星。 （5）盡管Si和Mg都是典型的元素，在星系演化早期都是大質(zhì)量SNe II超新星爆發(fā)的產(chǎn)物，但在星系演化晚期，Si和Mg可能有不同的核合成機(jī)制，Si豐度可能部分來自于SNe Ia和AGB星的貢獻(xiàn)。
[Abstract]:The formation and evolution of the Milky way Galaxy is one of the most important astrophysical problems, stars of different ages, Its chemical abundance can provide the chemical composition of the Milky way at different stages of evolution. Stellar abundance is a good probe for tracking the chemical evolution of the Milky way. Therefore, the observational analysis of element abundance has been an important subject in astrophysics. In this paper, we study the abundance of Si in stars near the sun. There are two reasons for choosing Si to study. One is that Si, as a typical element, is generally thought to have originated from the SN II supernova burst process in the early stage of galaxy formation, so it can be used as a tracer element to study the chemical evolution of the galaxy in the early stage. The second reason is that Si is an important electron source in late type stars because it is a high abundance element in stars. The high signal-to-noise ratio (SNR) spectra of stars were observed from 2001 to 2003 using the DSAZ2.2 meter telescope of the Calar Alto Observatory and its affiliated FOCES fiber-optic fiber-fiber-folded spectrometer. At present, the abundance analysis of Si is generally carried out under the assumption of local thermodynamic equilibrium (LTE) effect, but for those stars whose atmosphere deviates from the LTE state obviously, The effect of nonlocal thermodynamic equilibrium (NLTE) effect should be taken into account in abundance analysis. Our work is to obtain the spectra of 166 dwarf stars near the sun and to establish a stellar atmospheric model by means of spectral synthesis method. Under the assumption of local thermodynamic equilibrium and nonlocal thermodynamic equilibrium, the Si abundance of the sample stars is obtained. The aim of this paper is to study the effect of NLTE effect on the determination of Si abundance. We use kinematics and abundance criterion ([Mg/Fe]) to divide the star composition of sample stars, and study the evolution trend of [Si/Fe] in different star groups such as thin disk, thick disk and halo star. The first part of the thesis is the introduction, mainly introduces the present situation of the observation of the abundance of Si in the star, the second part gives the observation sample and the data processing process, the third part is the determination of the atmospheric model and the star parameter. Part 4th is the atomic model of Si and the influence of nonlocal thermodynamic equilibrium; part 5th gives the results of Si abundance and analysis of the results; part 6th is the discussion of the results; and the last part 7th is the conclusion. Through the analysis, we get the following important conclusions:. The effect of NLTE on Si abundance is related to the effective temperature of stars, and the correction of NLTE of hot stars is larger. The effect of NLTE effect on the abundance of Si elements in different ionization states is different, and the correction of Si I lines of neutral atoms can be neglected. However, the average abundance correction of primary ionization Si II lines is -0.06dex. this makes the abundance difference between Si I line and Si II line decrease from 0.07dex under LTE to 0.02dex. which indicates that it is necessary to consider NLTE correction. (3) the abundance of Si in the poor metal stars tends to decrease with the increase of [Fe/H], but the [Si/Fe] of the metal-rich stars increases slightly with the increase of [Fe/H]. The [Si/Fe] of the thick disk star is obviously higher than that of the thin disk star, but there is no strict distinction between the thin disk and the thick disk. There are some stars whose kinematic properties belong to the thin disk and the element abundance belongs to the thick disk. There are also some stars whose kinematic properties are thick disk and element abundance is thin disk. (5) although both Si and mg are typical elements, they were the product of massive SNe II supernova eruptions in the early stages of galaxy evolution. However, in the late stage of galactic evolution, Si and mg may have different nuclear synthesis mechanisms, and Si abundance may be partly due to the contribution of SNe Ia and AGB stars.
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P156

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本文編號(hào)：1642463