Directly imaging damped Ly-alpha galaxies at z>2. III: The star formation rates of neutral gas reservoirs at z~2.7
我们目前的调查结果,旨在探讨恒星形成的32阻尼Ly-alpha系统(DLAs)在z~2.7的属性。利用消除亮背景类星体眩光的“双DLA”技术,我们直接测量了DLA及其邻近星系的静止坐标系FUV通量。在吸收气体的位置,我们对DLAs的未被遮蔽的恒星形成率(SFR)进行了严格的限制,即2 σ极限为<0.09-0.27 M/yr,对应于SFR表面密度<10^(-2.6)-10 ^(-1.5)M/yr/kpc ^[2]。这些限制的恒星形成规律,金属富集,和DLAs的冷却速率的影响进行了研究。通过研究碰撞参量的分布作为SFR的函数检测到这些DLA周围的所有星系,我们把新的直接约束的DLA主机的UV光度函数的亮端。我们发现<13% of the hosts have SFR>在碰撞参量b <(SFR/(M/yr))^(0.8)+6 kpc时,2 M/yr,与目前已确认的DLA星系样品不同。我们的观测结果也不支持这样一种情况,即大多数DLA来自距离20 < b < 100 kpc的明亮LBG。这些新的发现证实了这样一种观点,即DLAs并不来自与吸收体重合的高度恒星形成系统,而是表明DLAs与微弱的、可能孤立的恒星形成星系有关。这种情况下的潜在缺点和未来的进一步调查的策略进行了讨论。
2014-10-31 astro-ph.GA
Chemical diversity of gas in distant galaxies: The metal and dust enrichment and variations within absorbing galaxies
星系中气体的化学成分可以通过吸收光谱学详细测量。通过以这种方式研究星系中的气体,可以研究宇宙中数量最多的小而微弱的星系。特别是,吸收系统中气体的化学分布使我们能够深入了解星系内部和周围的气体循环。在这里,我们研究了$1.7 < z < 4.2$之间的64个阻尼莱曼α吸收(DLA)系统中的化学富集。我们使用VLT/UVES的高分辨率光谱来推断几种金属的相对丰度的灰尘耗尽。我们在DLAs内进行了逐组分分析,并分析了其化学富集的变化。与氢不同,金属柱可以表征单个组分。我们用它们来推导出粉尘贫化([Zn/Fe]拟合),作为化学富集的指标。我们发现,一些DLAs是化学多样的,与[Zn/Fe]适合范围高达0.62 dex在一个单一的系统内。这表明这些星系中的吸收气体是化学多样的。虽然我们没有发现一个明显的趋势,减少尘埃消耗与红移,我们看到,最丰富的化学系统是在较低的红移。我们还观察到的证据,在所有的红移,这可能是由于原始气体到星系的吸积的尘埃贫成分。我们结合了各个气体成分的化学和运动学性质,并观察了下落气体的潜在特征,在低于$\sim$ 100 km/s的速度下具有低消耗,以及流出,具有高消耗和$\sim$ 600 km/s的速度。我们发现α-元素的过量($\sim$ 0.3dex的增强)和Mn在几个组分中的丰度不足,这可能是ISM中核心塌陷SNe核合成的特征。我们观察到这些影响主要是在较低水…
2023-01-31 astro-ph.GA
Metals and a Search for Molecules in the Distant Universe: Magellan MIKE Observations of sub-DLAs at 2<z<3
我们提出了丰富的测量元素Zn,S,O,C,Si和Fe的四个子DLAs的红移范围从z=2.173到z=2.635使用观测从麦哲伦望远镜的MIKE摄谱仪约束的化学富集和富气星系的恒星形成。对于z=2.173、2.236、2.539和2.635的吸收体,使用弱耗尽元素O、S和/或Zn,我们发现光电离校正后的金属丰度为[S/H]=-0.50 \pm 0.11,[O/H]>-0.84,[O/H]=-1.27 \pm 0.12,和[Zn/H]=+0.40 \pm 0.12,分别此外,我们能够把约束的电子密度使用的精细结构线的C II* 和Si II* 的两个子DLA。我们发现,这些值远高于文献中发现的DLAs的中值。此外,我们估计的冷却速率lc=1.20 \times 10-26 erg s-1每个H原子的吸收体在z=2.173,这表明更高的恒星形成率密度在此子DLA比典型的恒星形成率密度在类似的红移DLA。我们还研究了我们的吸收剂的金属丰度与速度色散关系。大多数吸收体遵循人们可以从文献中的子DLAs的质量与金属丰度关系中预期的趋势。最后,我们能够把限制从CO分子的各种强线的非检测的分子柱密度。我们估计的3σ上限log N(CO,J=0)<13.87,log N(CO,J=0)<13.17,和log N(CO,J=0)<13.08,分别从在1544,1510和1478 nm附近的CO AX 0…
2021-03-29 astro-ph.GA
Towards ultra metal-poor DLAs: linking the chemistry of the most metal-poor DLA to the first stars
本研究通过Keck/HIRES观测刷新了最贫金属DLA的铁、铝丰度上限,结合化学增丰模型发现其由单个第三代恒星增丰,并匹配到近邻超暗矮星系中的相似化学恒星,为早期宇宙低污染环境研究提供了关键样本。
2023-07-07 astro-ph.GA
Damped Lyman-alpha systems in high-resolution hydrodynamical simulations
本文利用LambdaCDM模型的高分辨率和大盒尺寸宇宙流体动力学模拟研究了阻尼莱曼α系统的性质。使用的数字代码是GADGET-2的修改版,采用了自洽的金属富集机制(Tornatore等人,2007年)。我们探讨了一些相关的物理量的数值收敛,我们改变参数描述的性质的星系风,初始恒星质量函数,线性暗物质功率谱和金属富集模式的IGM(星系际介质)周围DLAs。我们发现,强星系风的速度约为600公里/秒,在一个能量驱动的风的情况下,需要为了匹配所观察到的列密度分布函数的DLAs和中性氢含量的红移的演变。动量驱动的银河风模型的实施,涉及到风的速度和质量负荷的暗物质晕的属性,显示出一种行为,这是中间的能量驱动的银河风的小(100公里/秒)和大(600公里/秒)的速度。在z=3时,质量在10^9 ~ 10^10 h^-1 M_sun之间的晕,对于直径小于10^20.8 cm^-2的DLA,对柱密度分布函数的贡献是显著的。通过插值物理量沿视线通过大量的晕,我们定性地显示不同的星系风模型的影响IGM周围的DLAs。此外,我们分析了与DLAs相关的SiII的速度宽度相关的统计数据:风中的金属丰度似乎是相当cluerous,这产生了低估所观察到的速度宽度。我们概述了这个问题的可能解决方案。
2009-04-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the assembly of dwarf galaxies through cosmic time with damped Lyman-$α$ absorption spectroscopy
利用宇宙流体动力学模拟研究了一个富含气体的矮星系的吸收特征。我们的目标是探索在宇宙时间内,是否有可能检测到目前已知的最低质量矮星系(M_star~10^6太阳质量,M_halo=4x10^9太阳质量)的祖先是阻尼莱曼α吸收体(DLAs)。我们跟踪一个单一的矮星系的演化,预先选择包含DLAs,从第一个无金属的时代,所谓的人口~III(Pop~III),恒星,到z=0,从而使我们能够研究与模拟星系相关的DLAs的金属富集历史。我们发现,模拟矮星的祖先预计将被视为他们的大部分演化的DLAs被污染的正常,人口~II,恒星。另一方面,DLAs仅由Pop~III星富集金属的时间段可能非常短暂,仅限于高红移z~6。矮星对外部紫外线辐射背景的敏感性使它们只能在中心保留中性气体(几个~100 pc)。这导致模拟的矮星被观察为DLA的概率很小。这项研究表明,DLA不太可能存在于能够容纳中性气体的最低质量矮星(M_halo~ 4x10^9太阳质量)中,低于该质量的矮星不太可能存在中性气体。然而,这项研究确实说明,当被检测到时,吸收线提供了一种强有力的方法来探测最小矮星系内部的ISM条件,在中等到高的红移。
2019-05-14 astro-ph.GA
A survey of extremely metal-poor gas at cosmic noon: evidence of elevated [O/Fe]
本文通过高分辨率光谱研究宇宙正午最贫金属DLA气体云,发现[O/Fe]系统性升高,并用仅两颗大质量核坍缩超新星前身星的随机增丰模型成功解释其化学丰度特征。
2024-09-11 astro-ph.GA
A quasar hiding behind two dusty absorbers. Quantifying the selection bias of metal-rich, damped Lyman-alpha absorption systems
如果尘埃和富含金属的吸收体逃避了识别,那么从阻尼Ly PDMATHAMM吸收体(DLAs)测量的宇宙化学富集将被低估。在这里,我们报告的发现和目前的光谱观测类星体,KV-RQ\,1500-0031,在$z=2.520$变红可能是尘埃DLA在$z=2.428$和强Mg II吸收剂在$z=1.603$。这个类星体被确认为KiDS-VIKING红色类星体(KV-RQ)调查的一部分,专门针对可能导致背景类星体逃脱SDSS类星体调查的光学选择的尘埃吸收体。对于DLA,我们发现HI柱密度为$\log N$(HI)= $21.2\pm 0.1$,金属丰度为[X/H] = $-0.90\pm 0.20$,这是从基于SiII $λ$ 1526的等效宽度的经验关系导出的。我们观察到由两种吸收剂引起的$A_V=0.16$ mag的完全视觉消光。我们编译了一个样本的17个额外的尘埃($A_V > 0.1$ mag)DLAs向类星体(类星体DLAs)从文献中,我们的特点HI柱密度,金属丰度和灰尘的属性。根据该样本,我们还估计了总体DLA金属丰度预算的修正系数。我们证明了尘埃类星体DLAs具有高的金属柱密度($\log N$(HI)+ [X/H]),并且比常规类星体DLAs更类似于γ射线暴(GRB)选择的DLAs(GRB-DLAs)。我们评估了DLAs中尘埃变红的影响,并说明了底层类星体的诱导颜色过剩是如何显…
2018-03-26 astro-ph.GA
Element Abundances in a Gas-rich Galaxy at z = 5: Clues to the Early Chemical Enrichment of Galaxies
高红移类星体吸收体中的元素丰度提供了对遥远星系化学富集的极好探测,并且可以限制第三族和早期第二族恒星的模型。最近的观测表明,在红移0 $<$ $z$ $<$ 3处,次阻尼莱曼-α(sub-DLA)吸收体比DLA吸收体更富含金属。也有人提出,DLA金属度在$z$ $>$ 4.7时突然下降。然而,只有3个位于$z$ $>$ 4.5的DLA和没有位于$z$ $>$ 3.5的DLA具有未贫化元素的“无尘”金属丰度测量值。我们报告的第一个类星体子DLA金属丰度测量在$z$ $>$ 3.5,从探测到的高分辨率数据中的子DLA在$z$ =5.0的未耗尽的元素。我们得到相当强大的C,O,Si和Fe的丰度,使用线以外的莱曼α森林。该吸收剂是贫金属的,O/H]=-2.00 $\pm$ 0.12,这比从$z$ $<$ 3.5亚DLA的趋势外推所预期的水平低$\gtrsim$ 4 $σ$。C/O比比太阳低1.8 $^{+0.4}_{-0.3}$倍。更引人注目的是,Si/O比太阳低3.2倍,而Si/Fe几乎是太阳的($^{+0.6}_{-0.5}$倍)。这种吸收剂没有显示出明显的α/Fe增强。尘埃的消耗可能比银河系星际介质中常见的情况从气相中去除了更多的硅,如果高红移超新星形成更多富含硅酸盐的尘埃,这可能是可以预期的。C/O和Si/O在不同的速度分量之间变化很大,表明尘埃耗尽和/或早期恒星核合成的空间变化(…
2016-07-25 astro-ph.GA
Evidence of Pop~III stars' chemical signature in neutral gas at z~6. A study based on the E-XQR-30 spectroscopic sample
本研究基于E-XQR-30样本分析z≥5.4处的OI吸收系统,发现高红移DLA中[C/O]、[Si/Fe]和[Si/O]丰度及离散度显著增加,理论模型表明这可能保留了PopIII恒星的化学特征。
2024-06-04 astro-ph.GA
A bound on the 12C/13C ratio in near-pristine gas with ESPRESSO
使用科学验证观测获得的ESTERO在甚大望远镜(VLT)在4UT模式,我们报告的第一个约束的碳同位素比12 C/13 C的静态,接近原始阻尼Ly-alpha(DLA)系统在z=2.34。我们恢复了极限log 10(12 C/13 C)> +0.37(2 sigma)。我们利用该DLA的丰度分布图,结合随机化学富集模型,推断了该系统的富集星性质,得到该系统的总气体质量为log 10(M_gas/M_sun)=6.3+1.4-0.9,总恒星质量为log 10(M_*/M_sun)=4.8+/-1.3。目前的观测结果不利于质量<2.4兆太阳的贫金属渐进巨枝(AGB)星的富集,限制了该DLA形成大部分富集星的时代。我们的模型表明,这个DLA形成了很少的恒星,直到宇宙氢再电离后>1 Gyr,尽管它的金属量非常低(约为太阳的1/1000),但这个DLA似乎在过去的几百万年中形成了它的大部分恒星。结合推断的恒星形成历史和一些最贫金属的DLAs在红移z<3时显示出升高的[C/O]比的证据,我们认为非常贫金属的DLAs可能受到再电离淬灭的影响。最后,考虑到这里所研究的DLA吸收特征的简单性和静止性,我们使用ESTERO数据对精细结构常数的可能变化性进行了限制,Δ α/α =(-1.2 +/- 1.1)x10^-5。
2020-01-14 astro-ph.GA
Chemical Signatures of Population III Stars in Damped Lyman-$α$ Absorption Systems at $z \approx 6$
University of Toledo(托莱多大学);Columbia University(哥伦比亚大学);Institute of Science and Technology Austria (ISTA)(奥地利科学技术研究所)
本文通过模拟预测 Pop III 星对高红移 DLA 的影响,发现 DLA 类比可有效探测 Pop III 星形成,关键因素包括形成效率和时间延迟。
2026-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Metal Abundances and Depletions in the Neutral Interstellar Medium of Galaxies: the Local Volume as a Laboratory
将星系中性气体的化学丰度与年老恒星和年轻恒星的光球丰度、电离气体丰度和星系晕的丰度进行比较,可以追踪宇宙在整个宇宙时代的化学富集。特别是,我们的化学富集的阻尼莱曼α系统(DLAs)的光谱观测的理解依赖于从气体到尘埃相的金属消耗的校正。这些修正必须在附近的宇宙中确定,在那里可以测量最近从星际介质中形成的年轻恒星的气相丰度和光球丰度。多目标高分辨率(R>50,000)紫外线(970-2400 A)和光学局域体积星系中大质量恒星的300-600 nm光谱(D < 15 Mpc),涵盖广泛的金属丰度(太阳能对太阳能的百分比)和形态类型将提供获得生命周期详细而全面的特征所需的丰度和枯竭测量这一发现有助于研究星系中性气体和尘埃中的金属,从而在观测上解决有关化学富集和星系演化的重要问题。
2019-03-21 astro-ph.GA
The metallicity distribution of HI systems in the EAGLE cosmological simulation
利用星系形成的EAGLE高分辨率宇宙学流体动力学模拟,研究了z = 5->0之间从阻尼莱曼α吸收体(DLAs)到莱曼极限系统(LLLSs)的强HI系统的金属丰度. LLS和DLAs的金属丰度随时间稳步增加,与观测结果一致。与LLS相比,DLA更富含金属,尽管LLS柱密度范围内(NHI = 10^17 - 10^20 cm^-2)的金属丰度相对平坦,从Z = 3时的HI加权金属丰度中值Z<10^-2 Zsol,发展到z = 0时的约10^-0.5 Zsol。HI系统的金属含量跟踪宇宙中不断增加的恒星含量,在z = 0时从恒星释放的综合金属总量中约占5%。我们还考虑了部分LLS(pLLS,NHI = 10^16-10^17 cm^-2)金属丰度,并发现与Wotta等人(2016)在高于(37%)和低于(63%)0.1 Zsol的系统分数方面具有良好的一致性。我们还发现了一个大的分散体的pLLS金属,虽然我们没有重现所观察到的金属双峰,而是我们预测,一个更大的样本将产生更多的pLLS约0.1 Zsol。我们低估了强LLS的中值金属丰度,并预测了Z < 10^-3的Zsol DLA在z > 3时没有被观测到,这可能表明与EAGLE相比,真实宇宙中更广泛的早期富集。
2018-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early metal enrichment of gas-rich galaxies at z~5
利用甚大望远镜(VLT)和凯克望远镜观测了3个富气星系z~5处O、C、Si和Fe元素的丰度,以更好地限制富气星系早期的化学富集。这些星系在背景类星体的光谱中表现出强烈的莱曼-α吸收,中性氢柱密度log N ${_H{}_I}$(cm $^{-2}$)=20.10 $\pm$ 0.15,20.10 $\pm$ 0.15,20.80 $\pm$ 0.15。用未贫化的元素O,我们发现金属丰度[O/H]在-2.51到-2.05dex之间。我们的研究使z>4.5的未耗尽元素的测量样本增加了一倍。结合我们的测量和文献中的结果,我们发现z~5吸收体的N ${_H{}_I}$加权平均金属丰度与基于z<4.5 DLAs的预测一致。因此,我们没有发现如一些先前研究所报道的在z>4.7处金属丰度突然下降的显著证据。我们还使用挥发性元素O和难熔元素Si和/或Fe的组合来确定粉尘贫化的程度。一些吸收体显示出尘埃颗粒上元素贫化的证据,例如低[Si/O]或[Fe/O]。这些吸收体与文献中其它z~5吸收体的相对丰度显示出一些特殊性,例如在几个吸收体中[C/O]低,而在一个吸收体中[Si/O]高。最后,我们发现z~5吸收体的金属丰度与速度色散关系可能不同于低红移吸收体。
2017-10-09 astro-ph.GA
Pre-galactic metal enrichment - The chemical signatures of the first stars
第一个红移为z ~ 10-30的光源的出现标志着宇宙从简单的初始状态过渡到越来越复杂的状态。我们回顾了最近的进展,在我们的理解的第一个恒星和星系的形成,从宇宙学的初始条件,原始气体冷却,以及随后的崩溃和分裂。我们强调的重要开放的问题,原始气体是如何丰富的重化学元素后,第一次超新星。最后,我们讨论的化学丰度模式如何令人信服地使我们能够探测第一代恒星和随后的恒星世代的性质,并使我们能够测试早期金属富集的模型。
2012-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
The stochastic enrichment of Population II stars
我们研究了贫金属([Fe/H]<-2.5)银河系晕星样品的化学丰度的内禀散射。我们从四个历史性的调查,并把我们的注意力集中在恒星Mg,Ca,Ni和Fe的丰度。使用这些元素,我们调查的化学富集这些贫金属星使用的随机化学富集模型。假设这些恒星已经被第一代大质量无金属恒星富集,我们考虑了富集人口的质量分布以及恒星混合和超新星爆炸能量。对于我们选择的恒星产额,我们的模型表明,最贫金属的恒星平均富集了N*=5^{+13}_{-3}(1 sigma)的第III星族恒星。这与推断出的贫金属DLAs的富集恒星数量相当。因此,我们的分析表明,在z~3的一些最低质量的结构包含的化学产物<13(2西格玛)人口III富集的微晕。推断的IMF是一致的萨尔彼得分布,并有一个最低限度的混合超新星喷出物的偏好。然而,估计的富集模型是敏感的恒星样本的微小变化。在[Mg/Ca]丰度的~0.1德克斯的偏移被证明是敏感的推断的富集星的数量。我们认为,这种方法有可能限制的第一代恒星的多样性,但这将需要:(1)恒星样本的系统误差是很好地理解;(2)记录的不确定性与核合成产量。
2020-10-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
The α-element enrichment of gas in distant galaxies
该研究首次约束了遥远星系中性星际介质中α元素增强随金属丰度的分布,发现质量较小星系在更低金属丰度处出现α元素拐点,并归因于其较低的恒星形成率,为理解遥远星系化学演化提供了重要线索。
2024-02-23 astro-ph.GA
Unmixed metals: Variations in the enrichment of z~4 sub-damped Lyman alpha systems
基于XQ-100巡天数据,研究了z~4极贫金属subDLAs的化学丰度,提出逐分量电离校正新方法,发现各分量间的化学不均匀性源于不同核合成事件的未充分混合气体。
2025-07-15 astro-ph.GA
Preserving chemical signatures of primordial star formation in the first low-mass stars
我们的模型早期恒星形成区域和他们的化学富集人口III(Pop III)超新星具有高[C/Fe]比和对不稳定超新星(PISN)签名的核合成产量。我们的目标是测试在形成第一颗长寿的低质量恒星(或第二代恒星)之前,这些化学丰度特征在气体中的保存情况。我们的研究结果表明,第二代恒星可以保留其Pop III祖先的核合成签名,即使在核合成正常的Pop III核心坍缩超新星的存在下。我们发现,碳增强的贫金属恒星可能是在迷你晕中形成的第二代恒星。此外,很可能大多数Pop III超新星产生高[C/Fe]产额。相比之下,PISN喷射出的金属并不集中在第一颗恒星形成的晕中,这可能解释了在贫金属恒星中没有观测到PISN的特征。我们还发现,独特的Pop III丰度签名的气体迅速消灭了Pop II超新星的出现。我们警告说,观测到的具有Pop III特征的恒星的比例不能直接解释为产生该特征的Pop III恒星的比例。这种解释需要对第二代恒星形成之前的金属富集过程进行建模,包括模拟金属混合的结果。恒星考古学的全部潜力可能在超微弱的矮星系中实现,在那里简单的形成历史可能允许直接识别第二代恒星。
2015-09-23 astro-ph.GA
Signatures of AGN induced metal loss in the stellar population
活动星系核影响其宿主星系演化的一种方式是通过外流去除金属含量。在这篇文章中,我们提出的结果表明,活动星系核可以有一个影响化学富集的宿主星系使用化石记录技术对CALIFA星系。我们对样本中所有星系的化学富集历史进行了分类,以确定它们的金属丰度值是否下降。我们发现,星系目前主办的活动星系核更有可能显示这种下降,在其金属含量相比,静止的样品。一旦我们将样本按它们的恒星形成状态分开,我们就会发现恒星形成星系的金属丰度不太可能下降,但当它们出现时,金属丰度会有更深的下降。这种行为可能是原始气体流入或恒星爆发引发的星系流出影响的证据,两者都可以导致金属丰度下降。
2021-11-10 astro-ph.GA
Insights into Pre-Enrichment of Star Clusters and Self-Enrichment of Dwarf Galaxies from their Intrinsic Metallicity Dispersions
已知星团比矮星系具有更小的内在金属丰度分布,因为它们的恒星形成时间尺度更短。在这里,我们使用个人的光谱[Fe/H]测量的恒星在19个本星系群矮星系,13个银河系疏散星团,和49个球状星团显示,星团和矮星系线性金属丰度分布是二项式的形式,与所有的对象表现出很强的相关性之间的平均线性金属丰度$\bar{Z}$和内在的金属丰度$σ(Z)^{2}$传播。$σ(Z)^{2}$与$\bar{Z}$的关系图表明,矮星系与星团的相关关系是偏移的。这些线性金属丰度分布的共同二项式性质可以用简单的非均匀化学演化模型来解释(例如,Oey 2000),其中星团和矮星系的行为在$σ(Z)^{2}-\bar{Z}$图中再现的富集事件的数量,覆盖分数,和丰富的区域的内在大小。自富集的不均匀性决定了观测到的矮星系$σ(Z)^{2}-\bar{Z}$相关性的斜率。从矮星系的星团序列的偏移是由于预富集,和星团序列的斜率代表的残余签名的自富集的历史,他们的宿主星系。这个偏移量可以用来将星团从矮星系中分离出来,而不需要事先知道它们的光度或动力学质量。非均匀模型在$σ(Z)^{2}-\bar{Z}$关系中的应用提供了一种数值形式,可以使用物理激发的化学富集参数将星团和矮星系之间的自富集和预富集联系起来。
2012-09-20 astro-ph.GA
Potential contributions of Pop III and intermediate-mass Pop II stars to cosmic chemical enrichment
我们提出了一个半解析模型,是为了了解宇宙中的平均金属丰度的宇宙学演化。特别是,我们研究的贡献人口III(流行III)和人口II(流行II)的明星生产的$\mathrm{Fe,~Si,~Zn, ~Ni,~P, ~Mg, ~Al, ~S, ~C, ~N}$,和$\mathrm{~O}$。我们的目标是量化两种不同模型在宇宙化学富集中的作用。第一个模型(A)考虑了Pop III和Pop II的两颗恒星。对于第二个模型(B),所涉及的收益率仅适用于Pop II明星。我们开始描述宇宙恒星形成率(CSFR)通过适应的情况下,开发的层次结构形成的方案与新闻Schechter的形式主义。我们适应的形式主义,实现CSFR的标准化学演化的情况下,宇宙学的基础上研究化学演化的过程。计算从红移$z\sim 20$开始,我们比较了我们的两个模型的结果与阻尼莱曼- $α$系统(DLAs),和球状星团(GC)的数据。我们的主要结果发现,宇宙中的金属生产发生得很早,随着第一批恒星的形成而迅速增加。当比较[Fe/H]的结果与GC的观测结果时,Pop II星的产额不足以解释观测到的化学丰度,需要具有与Pop III星类似的物理性质的恒星。我们的半解析模型可以为宇宙金属丰度的演化提供一致的结果。我们的结果表明,早期宇宙的化学富集是迅速的,在红移$\sim 12.5$,金属丰度达到$10^{-4}\, Z_{\odot}$…
2022-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Chemical Signatures of the First Galaxies: Criteria for One-Shot Enrichment
我们利用局部超暗矮星系(UFDs; L_tot < 10^5 L_sun)中的贫金属星来经验性地限制第一个星系的形成过程。由于UFD的恒星形成历史比银河系的晕简单得多,它们的恒星星族应该保留了它们长寿的低质量恒星中第一颗超新星爆炸的化石记录。最近的流体动力学模拟的第一个星系形成的指导下,我们开发了一套恒星丰度的签名,这样一个早期系统的核合成的历史,如果它被观察到在当今的宇宙。具体来说,我们认为,第一个星系是化学“一枪”事件的产物,只有一个(长寿)恒星一代的形式后,第一,人口III,SN爆炸。因此,我们的丰度标准限制了第一个星系内部负反馈效应的强度。我们比较恒星的UFD的内容与这些一次性标准。有几个系统(大熊座II,后发座Berenices,牧夫座I,狮子座IV,Segue 1)在很大程度上满足了这些要求,这表明它们的高红移前辈确实经历了关闭恒星形成的强烈反馈效应。我们把研究矮星系的整个恒星星族,以推断第一个星系的性质和起源的细节称为“矮星系考古学”。这将为第一个星系、幸存的贫金属矮星系和银河系的构建块之间的联系提供线索。
2012-09-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
PopIII signatures in the spectra of PopII/I GRBs
我们调查签名的人口III(PopIII)的恒星在富含金属的环境中的GRB起源于人口II-I(PopII/I)的恒星,使用来自恒星演化和化学富集的数值模拟的丰度比。我们发现,在$z>10$,超过$10%$的PopII/I伽玛暴在先前由PopIII星富集的介质中爆炸(我们称它们为GRBII $\rightarrow$ III)。虽然GRBII $\rightarrow$ III的形成比原始PopIII伽玛暴(GRBIII)更频繁,我们发现,预期的GRBII $\rightarrow$ III的观测率是可比的GRBIII,由于后者通常更大的光度。GRBII $\rightarrow$ III事件优先发生在具有恒星质量$\rm M_\star \sim 10^{4.5} - 10^7\,\rm M_\odot$、恒星形成速率$\rm SFR \sim 10^{-3}-10^{-1}\,\rm M_\odot/yr$和金属丰度$Z \sim 10^{-4}-10^{-2}\,\rm Z_\odot$的小原星系中。另一方面,具有$Z < 10^{-2.8}\,\rm Z_\odot$的星系主要由来自PopIII恒星的金属富集所控制,并且应该优先拥有GRBII $\rightarrow$ III。因此,测量到的伽马射线暴金属含量低于这一限度可能是原始恒星群体富集的有力证据。我们讨论了如何区分Po…
2015-03-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fluorine variations in the globular cluster NGC 6656 (M22): implications for internal enrichment timescales
观测到的球状星团恒星之间质子捕获元素的化学(反)相关性目前被认为是已经灭绝的前几代恒星自我富集的标志。这定义了多人口情景。由于氟也受到质子捕获的影响,因此确定其在球状星团中的丰度为这些前几代的性质提供了新的补充线索,并为化学富集时间尺度提供了强有力的观测约束。在本文中,我们提出了我们的近红外CRIRES光谱观测NGC 6656(M22)中的六个冷巨星的结果:主要目的是推导F的内容和它的内部变化,在这个特殊的集群,表现出显着的变化,在轻和重元素丰度。我们检测到F的变化在我们的样品超出了测量的不确定性,并发现F丰度正相关的O和Na相关,正如预期的多人口框架。此外,我们的观察揭示了两个不同的子组之间的F含量的增加,S-过程丰富和S-过程穷人,托管在M22。与理论模型的比较表明,质量在4到5 Msun之间的渐近巨星是观测到的化学模式的原因,证实了以前工作的证据:M22中两个子成分之间的年龄差异不超过几百万年。
2012-11-17 astro-ph.GA
GN-z11 in context: possible signatures of globular cluster precursors at redshift 10
发光星系GN-z 11的第一个JWST光谱同时确定了它的红移在$z=10.6$,并揭示了一个由高度电离的氮的特征主导的静止紫外光谱,到目前为止,这还没有得到明确的解释。在这里,我们提出了一个重新评估的背景下,详细的星云建模和附近的贫金属参考星系的光谱。NIV]发射使得$z>10$的恒星形成星系中的第一个星云密度测量成为可能,并揭示了极高密度$n_e\gtrsim 10^5$ $\mathrm{cm^{-3}}$的证据。我们最终建立了一套光电离模型,无论电离机制和占耗尽和这种密度增强,ISM基本上富含氮($[\mathrm{N/O}]=+0.52$)是必需的,以重现所观察到的线。对本地紫外数据库的搜索证实,附近的贫金属星系为N IV]发射提供动力,但这种发射与比GN-z11所暗示的更低的密度一致相关。我们比较了一个独特的附近星系,Mrk~996,在那里高浓度的沃尔夫-拉叶星和他们的hoc处理的风喷出物产生的紫外光谱非常相似的GN-z11和吕克泄漏的超级星团在朝阳弧。整理银河系恒星丰度的背景下,这一证据,我们认为,独特的氮功能突出的GN-z11可能是一个独特的签名激烈和密集的恒星形成的演化链中的当今球状星团,符合现场早期富集与核处理的恒星喷出物在大规模。结合来自本地星系的洞察力,这些和未来的JWST数据打开了一个强大的新窗口,了解恒星形成的物理条件和最高红移处的化学富集。
2023-03-07 astro-ph.GA
HYPERION. The cold ISM of rapidly growing $z>6$ quasars: diverse gas reservoirs, dust enrichment, and feedback signatures
INAF - Osservatorio Astronomico di Roma(意大利国家天体物理研究所罗马天文台);IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所);INAF, Osservatorio Astronomico di Trieste(意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台);INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(意大利国家天体物理研究所博洛尼亚空间天体物理学与科学观测站);Scuola Normale Superiore(比萨高等师范学院)
利用ALMA观测10个高红移类星体,发现分子气体质量范围广($10^9-10^{10} M_\odot$),部分源尘埃温度低,气体-尘埃比极低,并发现尘埃温度与X射线光子指数及C IV速度偏移的潜在关联,表明类星体反馈影响尘埃分布。
2026-06-16 astro-ph.GA
Metal enrichment in a semi-analytical model, fundamental scaling relations, and the case of Milky Way galaxies
气流在星系形成和演化中扮演着重要的角色,为恒星形成过程提供燃料。这些机制在重元素的数量上留下了印记。因此,对这种金属丰度特征的分析为星系形成的情景提供了额外的约束。我们的目标是区分四个不同的星系形成模型的基础上两个吸积的情况下,两个不同的恒星形成食谱。我们解决的双峰吸积的情况下,一个强有力的监管恒星形成配方的影响。我们提出了一个新的扩展eGalICS模型,它允许我们跟踪金属富集过程。我们的新的化学动力学模型适用于从无金属原始吸积非常丰富的星际气体内容的情况。我们使用这个新工具来预测恒星星族和气相的金属丰度演化。我们还解决了气体金属丰度与恒星形成率(SFR)的演变。然后,我们重点关注类银河系星系的子样本。我们比较了宇宙恒星质量大会和金属富集过程的星系与观测和详细的化学演化模型。我们的模型,基于一个强大的恒星形成规则,使我们能够很好地再现恒星质量气相金属丰度关系在当地宇宙中观察到的。然而,我们观察到一个系统性的向高质量的转变。我们的$Mstar-Zg-SFR关系与最近的测量结果非常一致:我们最好的模型预测了与SFR的明显依赖性。我们的银河系类星系的SFR和金属富集的历史是一致的观测测量和详细的化学演化模型。最后,我们表明,银河系的祖先开始他们的演变低于所观察到的主序列,并逐步达到这一观察到的关系在z = 0。
2016-03-04 astro-ph.GA
Stellar winds and metal enrichment from fast-rotating Population III stars
长期以来,人们一直怀疑来自快速旋转的第三星族(Pop III)恒星的恒星风对早期金属富集做出了重要贡献,因为这种“自旋星”的核合成特征与局部宇宙中一些贫金属恒星的化学丰度模式一致。特别是,富含轻元素的恒星风可以提供另一种解释碳增强贫金属(CEMP)恒星中碳增强的途径。在这项工作中,我们专注于与超新星(SNe)相结合的Pop III恒星风的反馈,并推导出由此产生的化学签名在丰富的介质。我们探索了一个大的参数空间的Pop III星的形成,反馈,从风和SNe的半解析模型的收益率。第二代恒星的碳和铁丰度的预测模式与$[\rm Fe/H]\lesssim -3$和$A(\mathrm{C})\lesssim 7$的CEMP-无星($[\rm Ba/Fe]<0$)的观测结果吻合得很好,乐观的假设是,大质量($\gtrsim 25\ \rm M_{\odot}$)恒星的风会造成重大的质量损失,这些恒星塌缩成没有SNe的BH。在这种情况下,富含碳但不含铁的第二代恒星可以在风富集的系统中形成,通过从星际介质中吸积获得微量的铁,成为观测中发现的最贫铁和碳增强的恒星($[\rm Fe/H]\lesssim -4$,$[\rm C/Fe]\gtrsim 2$)。我们的结论是,所观察到的CEMP-没有恒星可以解释我们的风+ ISM吸积通道,以及研究的微弱SN的情况。Pop~III自旋星的风反馈在早期宇宙结构…
2021-07-14 astro-ph.GA
Connecting the first galaxies with ultra faint dwarfs in the Local Group: chemical signatures of Population~III stars
我们研究了孤立的本星系群超暗矮星系(UFD;恒星质量范围为10^2太阳质量< M_star <10^5太阳质量)和富含气体的低质量矮星(Leo P类似物;恒星质量范围为10^5太阳质量< M_star <10^6太阳质量)的恒星形成历史和化学演化。我们进行了一套宇宙流体动力学放大模拟,以跟踪它们从第一代恒星时代到z=0的演化。我们确认,再电离,结合超新星(SN)的反馈,是主要负责截断恒星形成的UFD。具体来说,维里质量M_vir < 2 x 10^9太阳质量的晕在再电离前形成了> 90%的恒星。我们的工作进一步证明了第三星族(Pop~III)星在产生低金属丰度星($\rm [Fe/H]\lesssim-4$)和碳增强贫金属星(CEMP)方面的重要性,这些星具有固有的高$\rm [C/Fe]$产额和相关的外部金属富集。我们发现UFD是一个复合系统,由多个祖先晕组装而成,其中一些仅容纳在邻近晕中SNe外部富集的环境中形成的PopII星,自然产生金属丰度极低的PopII星。我们说明了如何模拟化学富集可用于约束恒星形成历史(SFHS)的真实观测UFD。我们发现Leo P类似物可以形成晕,M_vir ~ 4 x 10^9太阳质量(z=0)。这样的系统受再电离的影响较小,并继续形成恒星,直到z=0,导致更高的金属丰度尾。最后,我们预测在LG UFD星系中存在极低金属丰度的恒星,它们保留了Pop…
2017-09-25 astro-ph.GA
Helium enrichment in intermediate-age Magellanic Clouds clusters: towards an ubiquity of multiple stellar populations?
麦哲伦星云中的中间年龄星团具有多个恒星星族的特征,这些恒星族长期以来被认为仅限于古老的球状星团。我们比较了麦哲伦星云中年龄在~2和~10 Gyr之间的星团NGC 121、Lindsay 1、NGC 339、NGC 416、Lindsay 38、Lindsay 113、Hodge 6和NGC 1978的合成水平分支模型和哈勃空间望远镜测光结果。我们在这八个星团中的四个(NGC 121,Lindsay 1,NGC 339,NGC 416)中发现了初始氦丰度分布(delta(Y))的明显特征,并量化了delta(Y)的值。对于两个星系团(Lindsay 38,Lindsay 113),我们只能确定delta(Y)的上限,而对于我们样本中的两个最年轻的星系团(Hodge 6和NGC 1978),无法得出关于初始He扩散存在的结论。我们的δ(Y)估计值与银河系球状星团中发现的最大氦丰度分布和主星团质量之间的相关性是一致的。这一结果加强了一种新兴的观点,即多个恒星星族的形成是大质量星团的标准过程,而不仅仅局限于高红移环境。
2019-02-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Proximate molecular quasar absorbers: Chemical enrichment and kinematics of the neutral gas
本研究通过VLT/X-Shooter对13个邻近分子类星体吸收体进行多波段光谱观测,分析其化学增丰与运动学,发现金属丰度为太阳值的2%-40%,并首次揭示视线速度与金属丰度间的趋势。
2023-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The s-process in the Galactic halo: the fifth signature of spinstars in the early Universe?
非常古老的晕星先前被发现显示出至少四种不同的丰度“异常”,快速旋转的大质量恒星(自旋星)模型可以成功地解释这些异常:N/O和C/O的上升,低12 C/13 C以及Be和B的原始演化。在这里,我们展示了这些恒星在早期宇宙中Sr和Ba富集的影响。我们研究了快速旋转大质量恒星的s过程产物是否可以解释金属丰度[Fe/H]<-2.5的晕星中[Sr/Ba]比值的扩展。利用化学非均匀模型计算了大质量恒星在星系晕中Sr和Ba的富集。我们的模型考虑到,第一次,spinstars的贡献。我们的模型(结合了快速旋转大质量恒星的r过程贡献和s过程)能够第一次再现在[Fe/H]<-2.5时观察到的[Sr/Ba]比散射。随着金属丰度的增加,恒星形成的随机性逐渐消失,这是由于爆炸和富集恒星的数量增加,因此预测的散射减小。我们的方案再次基于早期宇宙中自旋星的存在。非常古老的晕星以前被发现显示出至少四个其他丰度“异常”,大质量恒星的旋转模型可以成功地解释。我们的研究结果提供了快速旋转大质量恒星存在的第五个独立签名:宇宙在s过程元素中的早期富集。
2013-05-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Global radiation signature from early structure formation
我们使用宇宙学流体动力学放大模拟研究早期的结构形成在两个暗物质(DM)宇宙学,标准的CDM模型,和一个热暖DM(WDM)模型的粒子质量为$m_χc^{2}=3\ \mathrm{keV}$。我们专注于具有维里质量$M\sim 10^{10}\ M_{\odot}$的DM晕。我们发现在WDM模型中,第一次恒星形成活动被$\sim 200\ \mathrm{Myr}$延迟,金属富集和第二代恒星形成也有类似的延迟。然而,这两个模型之间的差异,在全球平均性能,如恒星形成率密度和平均金属,减少向低红移($z\lesssim 10$)。WDM宇宙学中的金属富集仅限于致密环境,而低密度气体也可以在CDM情况下显着富集。在WDM(CDM)模型中,从射电实验(如ARCADE 2)推断的总信号中,来自红移$z>6$处早期结构形成对宇宙射电背景(CRB)的自由-自由贡献是$3_{-1.5}^{+13}\%$($8_{-3.5}^{+33}\%$)。直接探测来自早期结构形成($z\gtrsim 7.2$)的$\mathrm{H_{2}}$发射,源自这里探索的低质量晕,即使使用下一代远红外太空望远镜也将是一项挑战,除非通过引力透镜或冲击将信号放大至少10倍。然而,如果我们从模拟晕的尺度进行的外推是有效的,则即使没有放大,也可以观察到$z\gtrsim 10$的更大质量的$M\gtrsim 10^{12}\ …
2019-03-27 astro-ph.GA
Bursty star formation, chemical enrichment, and star cluster formation in numerical analogues of GN-z11
Kobe University(神户大学);Center for Planetary Science (CPS), Graduate School of Science, Kobe University(神户大学理学研究行星科学中心);Tohoku University of Community Service and Science(东北社区服务科学大学);The University of Tokyo(东京大学);University of Cambridge(剑桥大学);Waseda University(早稻田大学)
研究通过高分辨率模拟揭示高红移星系中恒星形成、化学富集及恒星团形成机制,发现高N/O比值与核心坍缩超新星稀释的关系,并指出需引入超大质量恒星等新通道以提升模拟精度。
2025-11-28 astro-ph.GA
Chemical Signature Indicating A Lack of Massive Stars in Dwarf Galaxies
越来越多的证据支持附近矮星系中出现的一种不寻常的元素特征,特别是矮椭球体(dSphs),表明星系演化的关键过程与银河系不同。除了众所周知的α-元素在dSphs中的不足之外,最近的观察清楚地表明,s-过程元素(Ba)相对于Fe,α-和r-过程元素显着增强。这种增强发生在一些dSphs以及大麦云云中,但在银河系中看不到。在这里,我们报告说,这一特征是缺乏非常大质量的恒星(> 25太阳质量)的证据,在低恒星形成率的环境中预测,我们的结论是,矮星系的独特元素特征,包括低α/Fe比在一些低金属丰度的恒星,至少在某些部分,其特征在于不同形式的初始质量函数。我们提出了一个详细的天炉座dSph星系的模型,并讨论了其复杂的化学富集的历史与轻s-过程元素Y的核合成网站。
2011-05-16 astro-ph.GA
A Fleeting GLIMPSE of N/O Enrichment at Cosmic Dawn: Evidence for Wolf Rayet N Stars in a z = 6.1 Galaxy
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research(麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所);Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS, Sorbonne Université(巴黎天体物理研究所);University of Toronto(多伦多大学)
研究通过JWST观测发现z=6.1星系中极端氮富集的沃尔夫-Rayet氮星,揭示了早期宇宙中化学丰度模式及星系形成周期的时序证据。
2026-05-10 astro-ph.GA
EIGER VIII: First stars signatures in the connection between OI absorption and Galaxies in the Epoch of Reionization
North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学);MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research(麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究研究所);Institute of Science and Technology Austria (ISTA)(奥地利科学技术研究所);National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)(日本国立天文台);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院)
EIGER VIII研究了再电离时期银河系与OI吸收系统的关系,发现这些系统与银河系的关联性及金属富集特征。
2026-01-30 astro-ph.GA
First-star imprints in a metal-poor galaxy overdensity near the end of reionization
University of Copenhagen(哥本哈根大学);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈大学尼尔斯·玻尔研究所);Tsinghua University(清华大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste(意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台);IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所);Institute of Science and Technology Austria (ISTA)(奥地利科学与科技大学);National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)(日本国立天文台);Camosun College(卡莫森学院);INAF/Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所阿切尔蒂天文台);University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Heidelberg University(海德堡大学);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);University of Arizona(亚利桑那大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院);University of Michigan(密歇根大学)
利用JWST发现z=5.945处一个极贫金属星系超密区(17个成员,平均金属丰度约3%太阳丰度),其与碳硅超丰吸收体空间关联,暗示第一代恒星增丰信号被保存。
2026-09-09 astro-ph.GA
A Carbon-enhanced Lyman Limit System: Signature of the First Generation of Stars?
利用VLT X-shooter对类星体J134122.50+185213.9观测到的$z_{\rm abs}$ = 1.5441的莱曼极限系统进行了研究。这是一个非常特殊的系统,具有强的Cl吸收,与中性氢柱密度log $N$(H I)(cm $^{-2}$)= 18.10相关,太小而不能屏蔽气体免受任何外部UV通量的影响。低电离吸收线表现出与单一组分一致的简单运动学结构。使用云模型来校正电离,我们发现气体的电离参数在$-$ 4.5 $<$ log $U$ $<$ $-$ 4.2和气体密度$-$ 1.5 $<$ log $n$(H)(cm $^{-3}$)$<$ $-$ 1.2的范围内。模型表明,碳相对于铁过量,[C/Fe] $>$ +2.2,[Fe/H] $\sim$ $-$ 1.6。这样的金属丰度模式让人想起在银河系晕中发现的碳增强贫金属恒星。第一代超新星的金属富集为这个系统中推断的丰度模式提供了一个合理的解释。
2020-08-18 astro-ph.GA
Isotopic ratios at z=0.68 from molecular absorption lines toward B 0218+357
重元素的同位素比值是恒星内部核合成过程的重要标志。连续几代恒星对宇宙金属富集的贡献是随着时间的推移同位素比率的演变。我们调查的碳,氮,氧,硫通过毫米分子吸收线产生的z=0.68吸收器朝向耀变体B 0218+357的同位素比。我们发现,这些比率不同于在银河系星际介质中观察到的,但非常接近的唯一的其他源在中等红移的同位素比率已被测量到目前为止,z=0.89吸收体前面的PKS 1830 -211。这两个吸收体中的同位素比率应该反映出大部分来自大质量恒星的富集,并且它们确实接近于对本地星暴星系观察到的值。我们的测量设置核合成和化学演化模型的约束。
2016-08-23 astro-ph.GA
EDGE-INFERNO: The chemical signatures of assembly history in reionization fossils
American Museum of Natural History(美国自然历史博物馆);University of Bath(巴斯大学);University of Chicago(芝加哥大学);Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago(芝加哥大学卡弗里宇宙学物理研究所);NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)(NSF-Simons 天空人工智能研究所 (SkAI));University of Surrey(萨里大学);Lund University(隆德大学);Carnegie Observatories(卡内基观测站);Carnegie Theoretical Astrophysics Center, Carnegie Observatories(卡内基观测站卡内基理论天体物理学中心);Columbia University(哥伦比亚大学);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森尼天体物理中心)
本研究通过EDGE-INFERNO恒星级宇宙学模拟,揭示低质量矮星系的并合历史会产生不同化学特征,金属丰度分布函数可初步约束并合历史,多元素丰度分析能提升成分识别效果。
2026-10-14 astro-ph.GA
Metal-Poor Stars and the Chemical Enrichment of the Universe
贫金属恒星是我们理解元素起源和宇宙化学演化的关键。本章描述了这些稀有恒星的发现过程,它们的表面丰度(产生于超新星和其他演化的恒星)是从光谱分析中确定的,并解释了它们的丰度模式,以阐明起源和演化的问题。更一般地说,对这些恒星的研究有助于其他基本领域,包括核天体物理学,最早期的条件,第一颗恒星的性质以及星系的形成和演化-包括我们自己的银河系。我们通过对大爆炸期间形成的锂的研究结果来说明这一点;在该事件的~1 Gyr内的恒星;最贫金属的恒星,其丰度特征与所有其他恒星非常不同;以及在前几个Gyr内元素的积累。丰度和运动学特征的结合限制了银河系的形成,而最近在银河系矮星系卫星中发现的极贫金属恒星限制了其恒星晕从小型暗物质主导系统的分层积累。[删节]
2011-11-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Ionization Structure and Metal Enrichment of the Galactic Center Minispiral Observed with JWST
McGill University(麦吉尔大学);Trottier Space Institute(特罗蒂尔太空研究所);Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学加拿大理论天体物理研究所);Max Planck Insitute for Radioastronomy(马克斯·普朗克射电天文研究所);Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森尼天体物理中心);Institute of Astrophysics, Central China Normal University(华中师范大学天体物理研究所);Villanova University(维拉诺瓦大学)
通过JWST观测银心迷你螺旋的电离气体结构,揭示其金属丰度及辐射场特征,发现紧凑气体结构受恒星风或潜在喷流影响。
2026-08-13 astro-ph.GA
The ALPINE-ALMA [CII] survey: Star-formation-driven outflows and circumgalactic enrichment in the early Universe
通过对ALMA早期[C II]大型研究计划(ALPINE)巡天中4 < z < 6的大量正常恒星形成星系的[C II] 158 μ m辐射进行叠加,研究了早期宇宙中星系反馈的效率。在叠加的[C II]剖面的高速尾部中寻找流出的典型特征,我们观察到(i)组合残差中与单分量高斯模型的偏差和(ii)叠加的[C II]谱中的宽发射,速度为|v| <~ 500 km/s。当堆叠恒星形成率(SFR)高于中位数(SFRmed = 25 Msun/yr)的星系子集时,这些特征的重要性增加,从而证实了它们的恒星形成驱动性质。估计的质量流出率与SFR相当,产生的质量加载因子为1(类似于本地恒星形成星系),这表明恒星形成驱动的反馈可能在z > 4的淬灭星系中发挥较小的作用。通过对数据立方体的叠加分析,我们发现高SFR星系的[C II]核发射(|v| < 200 km/s)在~ 30 kpc(直径尺度)的物理尺度上得到扩展,远远超过了低SFR星系的类似[C II]核发射和叠加的远红外连续谱。这种扩展的金属富集气体的检测,可能跟踪环星系气体丰富的过去流出,证实了以前类似的研究,证实重子循环和气体交换与环星系介质已经在正常的恒星形成星系的早期时代。
2019-11-22 astro-ph.GA
Metal enrichment and evolution in four z > 6.5 quasar sightlines observed with JWST/NIRSpec
本研究利用JWST/NIRSpec观测4个z>6.5的高红移类星体光谱,探测到61个金属吸收线系统,揭示再电离时期星系际介质电离状态演化及第三星族超新星的增丰特征,明确了z≈6-7时星系与环境的金属污染分布规律。
2023-10-17 astro-ph.GA
r-Process Abundance Signatures in Metal-Poor Halo Stars
抽象观测表明存在快速中子俘获(即,r-过程)元素的旧星系晕和球状星团恒星。最近对富含r过程的恒星BD +17 3248的观测包括对中子俘获元素Cd I(Z=48)、Lu II(Z = 71)和Os II(Z = 76)的新丰度测定,这是在贫金属的富含r过程的晕星中首次发现这些元素。结合这些和以前的观察,我们现在已经在BD +17 3248中检测到32个n-捕获元素。这是迄今为止最缺乏金属的晕星。对于最富r-过程(即[Eu/Fe] ~= 1)的晕星,如CS 22892-052和BD +17 3248,丰度比较表明,最重的稳定n-俘获元素(即,Ba及以上,Z >= 56)与比例太阳系r-过程丰度分布一致。然而,这些恒星中较轻的n-捕获元素丰度与太阳模式不一致。这些比较,以及最近在贫金属球状星团中对重元素的观测,表明了n-捕获元素的多种合成机制的可能性。大多数贫金属晕星的重元素丰度模式与CS 22892-052不同,但在几乎所有没有s过程富集的贫金属晕星中都存在Ba等重元素,这表明早期银河系中r过程富集是常见的。
2011-06-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Zinc abundances in Galactic bulge field red giants: implications for DLA systems
恒星中的锌是一个重要的参考元素,因为在阻尼莱曼α系统的研究中,它是铁的替代物,允许比较核球恒星星族和DLAs的化学演化历史。在核合成方面,它表现为α元素,因为它在贫金属恒星中得到增强。本工作的目的是从高分辨光谱中获得56颗球巨星的铁峰元素Zn丰度。这些结果进行了比较,从其他膨胀样品的数据,以及从磁盘和晕星,阻尼莱曼α系统,为了更好地了解在这些环境中的化学演化。在甚大望远镜上使用FLAMES+UVES获得了高分辨率光谱。我们发现在-1.3 < [Fe/H] < -0.5范围内[Zn/Fe]=+0.24+-0.02,在-0.5 < [Fe/H] <-0.1范围内[Zn/Fe]=+0.06+-0.02,而对于[Fe/H] >-0.1,它显示-0.60 < [Zn/Fe] <+0.15的扩展,其中大多数恒星的[Zn/Fe]<0.0。这些低锌丰度在高金属量端的凸起定义了一个下降的趋势[Zn/Fe]与金属量的增加。与锌丰度DLA系统的比较,其中灰尘贫化校正适用于锌和铁。最后,我们提出了一个化学演化模型的Zn富集在大规模的球体,代表了一个典型的经典的隆起。
2015-06-04 astro-ph.GA
Unveiling Metal Mixing in a Grand-Design Spiral: A UV-optical multiphase spatially resolved study of M83
Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);European Space Agency (ESA)(欧洲空间局);AURA for the European Space Agency(欧洲空间局美国大学研究协会);Astrophysics Division, Science Mission Directorate, NASA Headquarters(美国国家航空航天局总部科学任务 Directorate 天体物理学部)
本研究结合HST/COS、VLT/MUSE和LBT/MODS数据,对M83的18个年轻星团开展空间分辨多相化学增丰研究,揭示不同元素的增丰特征及气体相金属混合效率。
2026-08-11 astro-ph.GA
Insights from the Outskirts: Chemical and Dynamical Properties in the outer Parts of the Fornax Dwarf Spheroidal Galaxy
我们目前的径向速度和[Fe/H]丰度的340恒星在天炉座矮椭球从R~16,000光谱。这些目标是在星系的外部获得的,这是一个以前研究得很差的区域。我们的样品显示出[Fe/H]的宽范围,在-0.5和-3.0 dex之间,其中我们检测到三个亚组。去除属于最富金属的恒星会产生一个截断的金属丰度分布函数,这与玉夫座相同,表明这些系统有着相似的早期演化,只是天炉座经历了一个晚期的,强烈的恒星形成时期(SF)。年龄-金属丰度关系表明,[Fe/H]在早期快速增加,之后,年龄小于~8 Gyr的恒星的[Fe/H]显著增加。此外,数据显示在4 Gyr附近有一个强大的恒星群体,然后是[Fe/H]的第二次快速富集。一个漏盒化学富集模型通常与观测到的关系相匹配,但不能预测年轻恒星的大量存在,也不能预测后期的强烈富集。因此,天炉座的年轻人口可能来自外部触发的SF事件。我们的动力学分析揭示了随着[Fe/H]从sigma_sys 7.5 km/s降低到>14 km/s,速度色散增加,表明在暗物质主导的晕中存在由外向内的恒星形成历史。在低金属丰度下的大速度色散可能是年龄大于~8 Gyr的恒星的非高斯速度分布的结果。我们的样本还包括来自天炉座GC H2和H5的成员。与以往的研究结果一致,我们发现H2的[Fe/H]=-2.04+-0.04和RV=59.36+-0.31 km/s; H5的[Fe/H]=-2.02+-0.…
2014-08-24 astro-ph.GA
Chemical Analysis of the Ultra-Faint Dwarf Galaxy Grus~II. Signature of high-mass stellar nucleosynthesis
我们对超暗矮星系Grus~II巨星系分支顶部的三颗最亮的成员星进行了详细的丰度分析。与其他超暗矮星系和银河系晕中的贫金属恒星相比,所有恒星都表现出高于预期的$\mathrm{[Mg/Ca]}$比率。高质量($\geqslant 20$ M $_\odot$)核心坍缩超新星的核合成已经被证明可以产生这种特征。这个小样本(3)星的丰度表明,天鹤座~II的化学富集可能是通过大量的高质量恒星演化发生的,并且与头重脚轻的初始质量函数框架相一致。然而,由于只有三颗恒星,不能排除丰度模式是星系早期随机化学富集的结果。这三颗恒星中最富金属的一颗,其快速中子俘获($r$ -process)元素也有小幅增强。这颗恒星中的$r$过程元素的丰度模式与太阳系的比例$r$过程模式以及其他矮星系和银河系晕中的$r$过程增强型恒星相匹配,暗示了这些元素在一系列环境中的共同起源。所有目前提出的天体物理学站点的$r$过程元素的生产都与高质量的恒星,因此可能头重脚轻的初始质量功能的天鹤座~II将增加任何这些事件发生的可能性。银河系的$α$和$r$过程元素富集之间的时间延迟有利于中子星并合作为Grus~II中$r$过程元素的起源。
2020-05-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
The AURORA Survey: Robust Helium Abundances at High Redshift Reveal A Subpopulation of Helium-Enhanced Galaxies in the Early Universe
本研究利用AURORA巡天的JWST/NIRSpec光谱首次在高红移星系中稳健测量氦丰度,发现约20%的星系具有氦增强但无氮和α元素增强的特征,提出其可能源于极重恒星的早期氦增丰并代表球状星团形成的早期阶段。
2025-07-22 astro-ph.GA
Structure, Kinematics, and Chemical Enrichment Patterns after Major Gas-Rich Disc-Disc Mergers
我们使用了N-体平滑粒子流体动力学算法,详细处理恒星形成,超新星反馈和化学富集,进行8个模拟气体丰富的盘星系之间的合并。我们改变的质量比的祖先,他们的旋转轴,和他们的轨道参数和分析的残余物的运动学,结构和化学性质。这些模拟结果中的六个合并残留物的形成与光盘形态作为一个结果的残留物的大气体部分。我们发现,恒星合并过程中形成(突然的星爆发生在我们的模拟和持续0.2-0.3 Gyr)和合并后形成的那些有不同的运动学和化学性质。第一类位于厚盘或晕中。它们部分受到速度弥散的支持,即使在金属丰度高达[Fe/H]=-0.5时也具有高[α/Fe]比。前者-年轻的组件-位于旋转支撑的薄圆盘中,并且具有较低的[α/Fe]比。这两个组件的旋转支持的差异导致厚盘的旋转滞后的薄盘的多达两个因素,最近observed.We发现,而合并残留的运动学和结构特性强烈依赖于合并的轨道参数,有一个显着的均匀性的合并的化学性质。这表明,可以得出关于富气合并的化学特征的一般结论。
2009-11-09 astro-ph.CO astro-ph.GA