發(fā)布時間：2021-02-19 12:30

　　碳超豐貧金屬星在老年恒星中的普遍存在使得它成為研究宇宙早期形成和演化的重要對象,具有不同中子俘獲元素豐度特征的碳超豐貧金屬星有不同的起源。不同于已經(jīng)歷挖掘過程的巨星,主序拐點星能很好地在其表層大氣保留形成初期的物質(zhì),從而可以追溯到更早期的恒星形成化學(xué)環(huán)境。通過LAMOST巡天數(shù)據(jù)選源并利用Subaru/HDS進行后續(xù)高分辨率光譜觀測了12顆碳超豐貧金屬星主序拐點星,其中有10顆星是首次被分析。與已有的碳超豐貧金屬星主序拐點星觀測樣本相比,文中的樣本包含了更高比例的中子俘獲元素不超豐碳超豐貧金屬恒星（CEMP-no星）,發(fā)生在中等程度碳超豐區(qū)域,為其起源研究提供了重要數(shù)據(jù)。對其中6顆CEMP-no星測定了鋰豐度,尤其是其中3顆極貧金屬星樣本,為探討[Fe/H]<-3.0的碳超豐貧金屬星拐點星鋰豐度特征提供了重要的新觀測數(shù)據(jù)。新增樣本驗證了CEMP-no星在[Fe/H]～-3.0附近為鋰-正常星,與前人結(jié)論一致;而新增的兩顆CEMP-s星表現(xiàn)出了中等鋰豐度,介于之前的較大鋰豐度范圍,研究為CEMP-s和CEMP-no的分類提供了輔助約束條件。 

【文章來源】：天文研究與技術(shù). 2020,17(01)

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

樣本候選體(圓形)在赫羅圖上的分布,以及參考文獻中碳超豐貧金屬星拐點星(三角形),背景星(叉號)為來自SAGA數(shù)據(jù)庫的碳超豐貧金屬星樣本星

在這12顆金屬豐度范圍在-3.5 < [Fe/H]<-2.0的樣本星中,測定了9顆星的鋰豐度(或上限),包 括6顆CEMP-no星 和2顆CEMP-s星以及1顆不能明確分類的碳超豐貧金屬星。更重要的是,本文的樣本中包含了3顆金屬豐度[Fe/H]<-3.0的CEMP-no星(J0352+0514, J1410-0555和J1658+4329),為數(shù)量有限的該類特殊恒星增加了新的觀測樣本。在文[37]中,定義鋰豐度1.8 < A(Li)< 2.4為Li-正常恒星,當(dāng)A(Li)<1.8時,定義為Li-貧恒星。將參考文獻中的碳超豐貧金屬星樣本(具體來源參照文[37])和來自SAGA數(shù)據(jù)庫的碳正常貧金屬星鋰豐度A(Li)隨[Fe/H]的分布展示在圖4中,本文的樣本基本符合文[37]中的結(jié)論,即在金屬豐度-3.5<[Fe/H]<-2.0范圍內(nèi)的所有CEMP-no星都是Li-正常恒星,但CEMP-s中同時存在Li-正常和Li-貧的恒星。而在69顆來自SAGA數(shù)據(jù)庫的碳正常星中,僅有兩顆星表現(xiàn)出了Li-貧的特征,一顆是HE 0411-3558(Teff=6 300, logg=3.7,[Fe/H]=-2.8,[C/Fe]<0.7,A(Li)<1.44;文[55]),另一顆是CS 22957-019(Teff=6 070 K,logg=3.75,[Fe/H]=-2.43,[C/Fe]=0.34,A(Li)=1.56;文[56]),其余樣本也均為鋰正常星。因此,在[Fe/H]～-3.0與[Fe/H]<-4.0的CEMP-no恒星有著相同起源的假設(shè)下,可以得出結(jié)論,超貧金屬星的低鋰豐度并不是碳超豐造成的,更可能與低金屬豐度相關(guān)。目前雖然沒有確切的形成機制可以解決極貧金屬星的低鋰豐度問題,但一個可能的猜測是,在前主序階段鋰元素被消耗之后未能吸積到富鋰的星際介質(zhì),也有可能是超貧金屬星大部分形成于快速旋轉(zhuǎn)的不含鋰的Pop III(星族III)星,在這種情況下,金屬豐度[Fe/H]～-3.0的CEMP-no星誕生的氣體云中,Pop III星拋射氣體已基本被原初氣體完全稀釋。

將參考文獻中的碳超豐貧金屬星樣本(具體來源參照文[37])和來自SAGA數(shù)據(jù)庫的碳正常貧金屬星鋰豐度A(Li)隨[Fe/H]的分布展示在圖4中,本文的樣本基本符合文[37]中的結(jié)論,即在金屬豐度-3.5<[Fe/H]<-2.0范圍內(nèi)的所有CEMP-no星都是Li-正常恒星,但CEMP-s中同時存在Li-正常和Li-貧的恒星。而在69顆來自SAGA數(shù)據(jù)庫的碳正常星中,僅有兩顆星表現(xiàn)出了Li-貧的特征,一顆是HE 0411-3558(Teff=6 300, logg=3.7,[Fe/H]=-2.8,[C/Fe]<0.7,A(Li)<1.44;文[55]),另一顆是CS 22957-019(Teff=6 070 K,logg=3.75,[Fe/H]=-2.43,[C/Fe]=0.34,A(Li)=1.56;文[56]),其余樣本也均為鋰正常星。因此,在[Fe/H]～-3.0與[Fe/H]<-4.0的CEMP-no恒星有著相同起源的假設(shè)下,可以得出結(jié)論,超貧金屬星的低鋰豐度并不是碳超豐造成的,更可能與低金屬豐度相關(guān)。目前雖然沒有確切的形成機制可以解決極貧金屬星的低鋰豐度問題,但一個可能的猜測是,在前主序階段鋰元素被消耗之后未能吸積到富鋰的星際介質(zhì),也有可能是超貧金屬星大部分形成于快速旋轉(zhuǎn)的不含鋰的Pop III(星族III)星,在這種情況下,金屬豐度[Fe/H]～-3.0的CEMP-no星誕生的氣體云中,Pop III星拋射氣體已基本被原初氣體完全稀釋。CEMP-s星與CEMP-no星呈現(xiàn)的鋰豐度差異很可能源自于CEMP-s極高的雙星率,導(dǎo)致CEMP-s星經(jīng)歷大量的質(zhì)量轉(zhuǎn)移過程,而該過程在CEMP-no星中發(fā)生的概率卻很低。進一步的,CEMP-no和CEMP-s星存在的鋰豐度分布差異性, 可以作為[Fe/H]≥-3.5的碳超豐貧金屬星子類劃分的輔助依據(jù),即CEMP-no星鋰豐度都在A(Li)=1.8-2.4范圍內(nèi),而鋰貧的恒星則應(yīng)是CEMP-s星。但這并不能作為一個嚴格的分類準則,因為有一部分CEMP-s星也具有正常的鋰豐度。


本文編號：3041122