Simulations of Cosmic Chemical Enrichment with Hypernova
我们用一个包含超新星和超超新星反馈的流体动力学模型模拟宇宙化学富集。我们发现,大多数恒星在今天的大质量星系形成在小得多的星系在高红移,尽管他们的后期组装时间。在低质量星系中,超新星反馈驱动星系外流,这些风将重元素喷射到星系际介质中。对于质量较小的星系,喷出的重子分数较大,与恒星金属丰度相关。观测到的质量-金属丰度关系很好地再现了质量依赖的星系风的结果。我们还预测了宇宙超新星和伽马射线暴的速率历史。
2006-11-27 astro-ph
Chemical and Photometric Evolution of the Local Group Galaxy NGC 6822 in a Cosmological Context
基于NGC 6822的光度特性,我们得到了一个强大的恒星形成历史。采用这一历史,我们计算了银河系化学演化的15个模型。所有这些都符合当今的光度学特性。所有模型中的暗晕质量都是按照$Λ$ CDM宇宙学预测的质量组装历史演化的。我们模型的重子质量聚集的历史演化在这个宇宙学背景下,假设部分气体可用于吸积从来没有落入系统中,由于两个不同的物理过程。对于七个模型,我们假设在吸积过程中的通用重子分数减少的再电离。这第一组的最佳模型,一个复杂的模型与早期流出,适合所观察到的气体质量,和O/H,C/O,和Fe/O的现今值。这个模型需要一个较低的IMF比太阳附近的质量上限,在最近的结果由其他作者。我们还计算了八个模型,其中,除了再电离,吸积重子分数减少的大规模冲击heating.The最好的模型,这一系列,也需要和早期流出和较低的质量上限的IMF,可以勉强拟合的气体质量和O/H和C/O的观测值。
2006-02-23 astro-ph
Probing the chemical abundances in distant galaxies with 10-m class telescopes
恒星形成星系化学丰度的测定及其在宇宙学时间尺度上演化的研究是理解星系形成和演化的有力工具。本文介绍了这一领域的最新研究成果。我们表明,在紫外线选择,HII和星爆核星系的化学丰度的详细研究,连同新的化学演化模型的发展,把这些对象的恒星形成历史的演化阶段的强有力的约束。最后,我们总结了我们目前对遥远星系化学性质的认识。虽然样本对于统计研究来说仍然太小,但这些结果使我们能够深入了解遥远恒星形成物体的性质和演化以及它们与现代星系的联系。毫无疑问,下一次在10米级望远镜上进行的大规模光谱调查将揭示这些基本问题。
2002-03-11 astro-ph
Massive star evolution: from the early to the present day Universe
质量损失和轴向旋转在塑造大质量恒星的演化中起着关键作用。它们影响着HR图中的轨道、寿命、表面丰度、辐射场的硬度、化学产额、超新星前状态、残骸的性质、星际介质中释放的机械能等.本文在回顾了质量损失和旋转的一些特点后,我们回顾了这两个过程在不同金属丰度下的影响。自转可能在低金属丰度时有最重要的影响,而质量损失和自转则深刻影响太阳和高于太阳金属丰度的大质量恒星的演化。
2008-06-25 astro-ph
Chemical Properties of Starburst Galaxies Near and Far: Clues to Galaxy Evolution
恒星形成星系化学丰度的测定及其在宇宙学时间尺度上演化的研究是理解星系形成和演化的有力工具。本文介绍了这一领域的最新研究成果。我们表明,在紫外线选择,HII和星爆核星系的化学丰度的详细研究,连同新的化学演化模型的发展,把这些对象的恒星形成历史的演化阶段的强有力的约束。最后,我们总结了我们目前的知识中,高红移星系的化学性质。虽然样本对于统计研究来说仍然太小,但这些结果使我们能够深入了解遥远恒星形成物体的性质和演化以及它们与现代星系的联系。
2001-09-22 astro-ph
Period and chemical evolution of SC stars
SC和CS星是热脉冲AGB星,C/O比接近1。在这个小组中,米拉变星BH Cru最近从光谱类型SC(显示ZrO带)演变为CS(显示弱C2)。小波分析表明,光谱演变伴随着一个戏剧性的增加,从420到540天,表明扩大半径。脉动幅度也增加。旧的照相底片被用来确定1940年之前的时间大约是490天。化学模型表明,光谱的变化是由恒星温度的降低引起的,与半径的增加有关。没有证据表明C/O比发生了变化。BH Cru的演变不太可能与持续的热脉冲有关。确定了其他SC和CS星的周期,包括9个新的周期。第二颗SC星,天鹅座LX,也显示出周期大幅增加的证据,另一颗星显示的周期与先前的测定不一致。Mira周期对于C/O ~ 1可能是本质上不稳定的,这可能是由于分子不透明度、脉动幅度和周期之间的反馈。6颗SC星的LRS光谱显示了波长> 15微米的特征,这类似于最近归因于硫化铁陨硫铁的特征。化学模型预测了大量的FeS在SC星,与建议的协会。
2004-04-23 astro-ph
Present-day scaling relations of submm galaxies: origin of spheroidal sytems
利用恒星爆发的演化能量分布模型,分析了23个亚毫米星系和3个ISO探测到的具有光谱红移的ERO的光谱能量分布。这个SED模型使我们能够研究恒星爆发的内在属性,如恒星爆发的年龄和平均恒星金属丰度,因为它考虑到了化学演化。此外,星爆区域的内在大小估计从观察到的SED。使用这个SED模型,我们预测的颜色,星等,和尺寸的submm星系的后代,并推导出标度关系,如今天的颜色星等和尺寸星等的关系。我们认为,submm星系的祖先今天的椭圆星系,提供的submm星系的初始质量函数(IMF)略平坦于Salpeter IMF。在这种情况下,我们发现:1)亚毫米星系的现今平均星等与L* 椭圆星系的相似; 2)现今色-星等关系与椭圆星系的一致; 3)如果大质量亚毫米星系由多个星暴区组成,椭圆星系的现今大小-星等关系可以重现。我们估计反馈的影响submm星系作为一个函数的星爆年龄。研究发现,亚毫米星系中的星暴区可能是自我调节的,即反馈效应与星暴区的自引力几乎平衡。
2004-05-17 astro-ph
Dispersal of massive star products and consequences for galactic chemical evolution
大质量恒星的产物从其诞生地分散的过程在确定观测到的丰度方面起着根本性的作用。我讨论参数化元素扩散和它们在化学演化中的作用,重点是理解当今的分散和均匀性的金属。湍流在混合过程中占主导地位,其特征时间尺度为10^8年,这意味着金属在ISM中的显著稀释。这允许一个粗略的估计富集事件的金属丰度分布函数。许多系统,包括银河系和附近的星系,显示出金属丰度分散,但似乎与纯粹的不均匀演化一致。也有像I Zw~18这样的系统表现出很强的均匀性,这可能与小星系尺寸,高恒星形成率和/或超级风有关。
2002-07-24 astro-ph
A Comparison of Three Elliptical Galaxy Photo-chemical Evolution Codes
在经典的超新星驱动的椭圆星系演化框架内,我们对三个当代代码- Arimoto & Yoshii-的预测之间的差异进行了系统的调查(1987,A&A,173,23),Bressan等人(1994,ApJS,94,63)和Gibson(1996 a,MNRAS,278,829; 1996 b,MNRAS,提交)。由于主要关注的是再现椭圆星系之间现今的颜色-金属丰度-光度(CML)关系,理论建模中采取的方法设法掩盖了代码之间的许多隐藏差异。针对时间尺度的初始银河风t_GW的发病作为一个主要的“差异”的指标,我们证明了如何以及为什么每个代码能够声称成功复制的CML关系,尽管拥有明显不兼容的输入成分。
1996-05-15 astro-ph
A cosmic abundance standard: chemical homogeneity of the solar neighbourhood and the ISM dust-phase composition
一个有代表性的样本未演变的早期B型恒星在附近的OB协会和领域进行了分析,以前所未有的精度使用NLTE技术。由此产生的化学成分被发现是更丰富的金属和更均匀的比以前的工作所示。一个均方根散射的~10%的丰度被发现的六颗恒星(并证实了六个演变的恒星),相同的ISM气相丰度报告。提出了一个适用于现今太阳邻域的宇宙丰度标准,即氢、氦和金属的质量分数分别为X=0.715、Y=0.271和Z=0.014。与太阳光球丰度最近的3D辐射流体动力学模拟的太阳大气中的报告获得了很好的协议。作为第一个应用程序,我们使用的宇宙丰度标准作为代理的本地ISM尘埃相组成的确定,把严格的观测约束尘埃模型。
2008-10-24 astro-ph
Origin of the abundance patterns in Galactic globular clusters: constraints on dynamical and chemical properties of globular clusters
目标。我们分析了第一代快速旋转大质量恒星对球状星团动力学和化学性质的影响。方法.我们使用快速旋转的大质量恒星的恒星模型,通过缓慢的机械赤道风失去质量,产生富含氢燃烧产物的物质。我们认为,高Na和低O丰度的恒星(以下称为异常星)是由单个大质量恒星的慢风和星际物质组成的。慢风和星际物质的比例是固定的,以重现在NGC 6752中观察到的Li-Na关系。结果在这种情况下,球状星团,在他们的生活中,没有失去任何恒星,我们发现,重现正常到异常恒星的观测比率,需要一个平坦的初始质量函数(IMF),通常斜率x=0.55(萨尔彼得IMF的x=1.35)。在球状星团遭受正常恒星蒸发的情况下,IMF的斜率可能会更陡:如果x=1.35,大约96%的正常恒星会消失。我们预测了恒星的分布作为其[O/Na]的函数,并获得了相当合理的协议,观察到的NGC 6752。讨论了不同氦值、12 C/13 C和16 O/17 O比值的恒星数分数的预测,以及[O/Na]值与氦值、[C/N]值、12 C/13 C值和16 O/17 O值之间的预期关系。未来的观察可能会验证这些预测。我们还提供了预测的今天的质量表示在用于形成恒星的气体的质量单位的集群,并为今天的质量之间的第一代和第二代恒星和恒星残骸的分布方式。
2007-09-26 astro-ph
Chemo-spectrophotometric evolution of spiral galaxies: II. Main properties of present day disk galaxies
我们研究的化学和分光光度的星系盘的演化与校准银河系的详细模型,并使用简单的标度关系,基于目前流行的半解析模型的星系形成。我们将我们的结果与大量的观测数据进行比较,包括:盘的大小和中心表面亮度,在不同波长波段的塔利-费舍尔关系,颜色-颜色和颜色-星等关系,气体分数与星等和颜色,丰度与本地和综合属性,以及不同星系旋转速度的光谱。尽管我们的模型非常简单的性质,我们发现令人满意的协议与所有这些可观的,提供了恒星形成的时间尺度在低质量的磁盘比更大质量的。这个假设显然与等级宇宙学的标准图景相矛盾。然而,我们发现,它是非常成功地再现当今磁盘的主要功能,如Tully-Fisher关系的斜率与波长的变化,事实上,更多的大质量星系平均“红”比低质量的(标准层次模型的一般问题)和螺旋的金属性光度关系。它的结论是,在一个纯粹的经验基础上,这种新的图片至少成功的标准之一。在高红移的观测可以帮助区分这两种可能性。
1999-09-07 astro-ph
Chemically consistent evolution of galaxies: galaxy models compared to DLA systems
我们已经扩展了我们的化学和宇宙学的星系演化模型,计算共16个不同的元素在螺旋星系中的化学一致的方式,这是一个相当大的一步,更现实的星系建模的丰度演化。我们的模型很好地再现了观察到的平均HII区丰度在所有螺旋类型。所有观测到的元素丰度DLA系统已被编译。在z=4.5到z=0.4的红移范围内,观测到的丰度与计算的丰度之间的一致性表明,DLA星系很可能演化成从Sa到Sd的整个现今旋涡星系。比较我们的化学一致的模型与模型只使用太阳的金属丰度输入物理表明,在红移演化的差异是小的一些元素,但大的其他元素。对于这些元素有很大的差异,化学一致的模型提供了显着更好的协议与观察到的DLA丰度。对于典型的螺旋星系,我们的模型的恒星形成历史清楚地弥合高红移DLA系统和附近的螺旋星系人口之间的差距。DLA丰度的缓慢红移演化可以从银河系和原银河系盘中的长恒星形成时间尺度来理解。对于较低的红移z < 1.5,我们的模型表明,早期类型的螺旋退出DLA样品,因为它们的气体含量低于~ 50%。光学识别的影响进行了讨论。
1998-10-23 astro-ph
The Case Against Bimodal Star Formation in Elliptical Galaxies
我们采用Elbaz,Arnaud和Vangioni-Flam(1995)的双峰恒星形成方案,研究了椭圆星系的光度和化学性质。这些模型利用初始质量函数(IMF)严重偏向大质量恒星在早期阶段的星系演化,导致早期II型超新星驱动的星系风。随后是一个漫长的、温和的恒星形成阶段,伴随着一个正常的IMF星系团,据推测是今天观测到的恒星星族的原因。仅基于化学演化的论点,这种情况已被调用来解释所观察到的金属质量,和它们的丰度比,在星系团的团内介质。基于最近对简单恒星星族的金属性依赖等时线的汇编,我们构建了一个耦合的光度和化学演化包的复合恒星星族,以量化这样一个模型的光化学性质的结果椭圆星系的影响。我们证明,这些预测的属性是不相容的,在当前的时代所观察到的。
1995-09-12 astro-ph
Chemical Abundances of Luminous Cool Stars in the Galactic Center from High-Resolution Infrared Spectroscopy
我们目前的化学丰度在一个样本的发光冷恒星位于30 pc的银河系中心。碳、氮、氧、钙和铁的丰度来自H-和K-波段的高分辨率红外光谱。丰度结果表明,在太阳附近Fe丰度,相对于太阳和银河系盘,[O/Fe]和[Ca/Fe]分别平均增加了+0.2和+0.3dex。银河系中心的恒星显示出几乎均匀和接近太阳的铁丰度。A(Fe)= 7.59 ± 0.06的平均值与以前的工作一致。银河系中心恒星之间的铁丰度的总范围,0.16德克斯,显着窄于文献中发现的老鼓人口的铁丰度分布。我们对银河系中心30 pc范围内的Fe丰度的快照样本年龄小于1 Gyr;时间(或空间)上更大的样本可能会发现更广泛的丰度分布。
2007-07-18 astro-ph
Evolution of chemical abundances in Seyfert galaxies
我们计算了螺旋凸起托管塞弗特核的化学演化,基于更新的化学和分光光度演化模型,我们的银河系的凸起,作出预测的其他量测量塞弗特,并模拟了本地凸起的测光。化学演化模型包含了对银河势和来自中心超大质量黑洞反馈的详细计算,分光光度模型涵盖了广泛的恒星年龄和金属丰度。我们跟踪了质量范围为10 ^9 - 10^{11} M太阳的星系核球的演化,方法是在椭圆星系的逆风情况下缩放恒星形成效率和星系核球尺度长度,并考虑中央超大质量黑洞上的爱丁顿有限吸积。我们成功地再现了观测到的黑洞-宿主核球质量关系。所观察到的核辐射热光度只在高红移或最大质量的凸起处重现;在其他情况下,在z = 0时,再生机制是必要的。在大多数情况下,黑洞的反馈在触发银河风方面并不重要。观测到的高恒星形成率和金属过剩很容易实现,以及红移和膨胀的化学丰度的恒定性。如果我们将恒星IMF的指数从x=0.95改变到x=1.35,这些结果不会受到影响;相反,为了再现颜色-星等关系和当前的K波段光度,需要更陡峭的IMF。
2007-10-22 astro-ph
Chemical Self-Enrichment of HII Regions by the Wolf-Rayet Phase of an 85 Msun star
从恒星演化和对WR星的观测中可以清楚地看到,大质量恒星在沃尔夫-拉叶阶段通过它们的恒星风释放出富含金属的气体。虽然HII区的光谱可以作为判断星际介质现今化学成分的诊断工具,但是HII气体已经被化学处理过的恒星风污染到何种程度还远未被理解。因此,我们分析了我们的模型的辐射和风气泡的孤立85 Msun恒星与太阳金属(Kröger等。2006)相对于化学富集的拱星HII区域。热的星风泡(SWB)在WN阶段富含14 N,在WC阶段富含12 C和16 O。在85 Msun恒星处于WC阶段的短时间内,富集的SWB物质与太阳丰度的温暖HII气体混合,从而增强了HII区的金属丰度。然而,在恒星寿命结束时,温暖电离气体中痕量元素N和O的质量比并不显着高于太阳,而C的丰度比太阳高出22%。从本研究的重要问题包括一个陡峭的径向梯度的C比O和减少的影响,自富集的金属贫乏的星系。
2006-03-08 astro-ph
Chemical composition of red horizontal branch stars in the thick disk of the Galaxy
北欧光学望远镜上的SOFIN摄谱仪获得了银河系厚盘中13颗核心氦燃烧恒星的高分辨率光谱,以调查多达22种化学元素的丰度。使用C_2 Swan(0,1)带头在5635.5 A处研究了碳的丰度。对具有强烈CN特征的波长区间7980-8130 A进行了分析,以确定氮丰度和12 C/13 C同位素比值。氧丰度由6300 A处的OI线确定。在调查的恒星的丰度表明,碳被耗尽约0.3德克斯,氮被增强超过0.4德克斯和氧是不变的。12 C/13 C比值降低,介于3和7之间,这与“冷底加工”预测一致(Boothroyd & Sackmann 1999)。研究恒星的C/N比降低到0.7 ~ 1.2之间,这比目前的理论预测值要小,需要进一步研究恒星混合过程。O、Mg、Eu等重化学元素与铁的绝对比显示出厚盘星的特征。结果提供的证据表明,厚盘人口有一个不同的化学史从薄盘。Ia型超新星的大部分开始出现在[Fe/H] = -0.6 dex附近。
2001-10-26 astro-ph
How to determine the star formation histories in spiral disks
我们已经计算了星系NGC 4303的500个化学演化模型。利用得到的演化历史和综合模型,我们还计算了光谱指数Mg 2和Fe 5270。从500个模型中,通过使用卡方技术,我们得到了那些在95%的置信水平内再现当前观测的模型,将可能的模型数量减少到19个。其中只有6个也能够再现光谱指数径向分布具有相同的置信水平。我们的结论是,这种技术相结合的化学与进化的合成模型是一个非常强大的工具,因此,我们建议进行更多的观测活动,以获得这些和其他光谱指数的螺旋和不规则星系。
2003-02-05 astro-ph
Carbon abundances of early B-type stars in the solar vicinity. Non-LTE line-formation for C II/III/IV and self-consistent atmospheric parameters
早期B型恒星化学成分的精确测定构成了对恒星和星系化学演化的基本观测约束。碳是宇宙中最丰富的金属之一,但对早期类型恒星的分析显示出不确定的结果,例如C II中不同谱线的分析之间存在很大差异,未能建立C II/III电离平衡,以及系统性地比其他天体更低的丰度。我们提出了一个全面的和强大的C II/III/IV模型的非LTE线形成计算的基础上精心挑选的原子数据。该模型是校准与高S/N光谱的6个明显的慢旋转早期B型矮星和巨星,其中包括一个广泛的参数范围内,随机分布在太阳附近。一个自洽的定量光谱分析进行使用广泛的迭代方案,以确定恒星大气参数,并选择适当的原子数据用于化学丰度的推导。我们建立了碳电离平衡的基础上,一组独特的输入原子数据的所有样本星,实现所有建模线的一致性。高精度的大气参数和均匀的碳丰度与减少系统误差。这导致了现今太阳附近恒星的碳丰度,这与最近测定的太阳值和猎户座H II区域的气相丰度非常一致。均匀的现今碳丰度也符合银河系化学演化模型的预测。本方法使我们能够限制系统误差对基本参数和丰度的影响。(节略)
2007-11-23 astro-ph
The Stellar Populations of M33's Outer Regions IV: Inflow History and Chemical Evolution
我们已经模拟了所观察到的颜色星等图(CMD)在一个简单的化学演化方案的框架下,在M33的郊区的一个位置,采用瞬时和延迟再循环的核合成产物的II型和Ia型超新星。在这种情况下,星际气体形成恒星的速率受到肯尼库特-施密特关系的调制,气体外流的速率与恒星形成速率(SFR)成正比。通过这种方法,我们把广泛的限制在该地区的演变过程中的气体流动的作用,并比较其[α/Fe]与[Fe/H]与其他本地集团系统的关系。我们发现,模型与气体流入显着优于封闭的盒子模型在再现所观察到的恒星分布在CMD。最好的模型中,大部分气体流入发生在最后7 Gyr,最后3 Gyr的气体流入相对较少。这些模型预测这个区域的大多数恒星的[α/Fe]比低于银河系晕的大部分。现今的SFR,气体质量和氧丰度的预测相比,有利的独立的经验估计。我们的研究结果描绘了一幅画面,其中M33的外盘形成于几个Gyr的长期气体流入,至少有一半的总流入发生在z ~ 1。
2008-08-13 astro-ph