Bayes' theorem and early solar short-lived radionuclides: the case for an unexceptional origin for the solar system
在早期太阳系中存在过量的短寿命放射性核素,这在陨石中得到了证明,这证明了与外来核合成源(包括超新星或AGB星)的近距离接触。对早期太阳系中这些已灭绝核素的不同来源的可能性进行的分析表明,它们的丰度不是外来的,而是典型的恒星形成区域,就像今天在银河系中观察到的那样。因此,早期太阳系的放射化学是普通的,是分子云固体广泛平均化的结果。
2016-05-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Inheritance of solar short- and long-lived radionuclides from molecular clouds and the unexceptional nature of the solar system
如果考虑到恒星形成区中密集的ISM阶段的恒星风喷出物,那么早期太阳$^{26}$ Al、$^{36}$ Cl、$^{41}$ Ca和$^{60}$ Fe的明显过剩就会消失。当沃尔夫-拉叶星的风产量被包括在放射性核素丰度与平均寿命的关系图中时,明显的过量被去除。由此产生的趋势表明,太阳放射性核素继承了父母分子云的特征停留时间为10 $^8$年。这个停留时间与现今分子云物质转化为恒星的时间尺度是相同的。这些灭绝同位素在早期太阳系中的浓度并不意味着来自不寻常的近源恒星的注入,而是可以很好地解释为平均恒星形成云中的正常浓度。结果表明,捕获效率是更大的恒星风比超新星喷出物接近恒星形成区。
2014-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Statistical Chronometry of Meteorites. II. Initial Abundances and Homogeneity of Short-lived Radionuclides
本研究汇编14块无球粒陨石的多体系定年数据,用统计方法约束t=0时短寿命核素丰度与半衰期,证明26Al、53Mn和182Hf在太阳星云中均一分布。
2023-05-08 astro-ph.EP physics.geo-ph
Solar system genealogy revealed by extinct short-lived radionuclides in meteorites
我们对恒星环境和太阳系的谱系知之甚少。4.56 Gyr前存在于太阳原行星盘中的短寿命放射性核素(SLR,平均寿命短于1亿年)可能会提供对我们历史的关键方面的洞察,如果它们的起源被理解的话。先前的模型无法合理解释两个关键的SLR,26 Al(平均寿命= 1.1百万年)和60 Fe(平均寿命= 3.7百万年)在太阳系诞生时的丰度,因为需要不太可能的天体物理条件。我们的目标是提出一个连贯的和通用的解决方案的基础上,最近的理解恒星形成机制。在新生的太阳系中,铁-60被证明是由属于巨大分子云中第一代恒星的各种超新星产生的。铝-26是由属于第二代恒星的单一大质量恒星风输送到一个密集的收集壳中的。太阳在收集的壳层中形成,作为第三代恒星的一部分。在我们的计算中使用的铝-26产量是基于新的旋转恒星模型,其中26铝是目前在恒星风在恒星主序星,而不是在沃尔夫-拉叶阶段单独。我们的方案最终限制了太阳系形成之前的两代恒星形成的时间顺序,以及这两代恒星中诞生的恒星数量。(续)
2012-08-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Sun's Birth Environment: Context for Meteoritics
该研究通过梳理陨石数据、行星盘参数、柯伊伯带天体轨道等证据,推断太阳形成于猎户座星云外围的束缚星团,明确了其诞生环境的紫外通量、恒星密度等关键参数,为陨石学研究提供了环境背景。
2024-09-16 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Theoretical Distributions of Short-Lived Radionuclides for Star Formation in Molecular Clouds
短寿命放射性核素(半衰期为$τ_{1/2}\sim1$ Myr)通过提供加热和电离源影响恒星和行星系统的形成。虽然许多以前的研究都集中在我们自己的太阳系可能的核浓缩,本文的目标是估计短寿命放射性核素(SLR)的分布,为整个人口的恒星形成的分子云。在这里,我们专注于核物种$^{60}$ Fe和$^{26}$ Al,由于其相对较高的丰度,具有最大的影响。我们构建分子云模型,包括超新星和恒星风的核贡献。由此产生的分布的SLR的$\sim3$的数量级和质量分数$ρ_{\scriptstyle SLR}/ρ_\ast\sim10^{-11}-10^{-8}$的宽度依赖于时间。在本文探讨的场景范围内,SLR分布只显示出适度的变化与云结构(分形维数),恒星形成历史和集群分布的选择。最重要的变化来自于云内SLR传输的扩散长度尺度。预期的SLR分布足够宽,可以包括我们太阳系中丰度的推断值,尽管大多数恒星的丰度水平预计较小。此外,$^{60}$ Fe/ $^{26}$ Al的比率预计平均大于1,与太阳系的结果相反。对这一发现的一种解释是存在$^{26}$ Al同位素的额外来源。
2021-11-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar Heritage and the Birth Environment of the Solar System
在这一章中,我们将探索彗星物质的起源,并讨论彗星成分在我们太阳系起源的背景下提供的线索。这篇评论的重点是彗星的耐火材料和挥发性材料,它们共同提供了有关将太阳系塑造成今天的过程的关键信息。这两个领域在过去十年中都取得了重大进展。我们还认为彗星更广泛地讨论成分考虑实验室研究的彗星材料,包括行星际尘埃颗粒和陨石材料,是潜在的彗星样本,随着陨石,并在现场/远程研究彗星彗星。在我们的评论中,我们专注于关键领域的元素/分子组成,同位素比值,碳质和硅酸盐耐火材料,短寿命的放射性核素,和太阳系动力学,可用于探测太阳诞生环境。我们综合这些数据,指出我们的太阳系诞生于一个星团状的恒星形成环境。
2023-01-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Heterogeneous distribution of Al-26 at the birth of the Solar System
据信Al-26是一种寿命短(t1/2 = 0.73 Ma)现已灭绝的放射性核素,它均匀地分布在新生的太阳系中,初始Al-26/Al-27比值约为5.2 \times 10-5,表明它来自外部恒星。然而,Al-26的恒星来源和它注入太阳系的方式仍然存在争议:Al-26可能是由渐近巨星分支星、超新星或沃尔夫-拉叶星产生的,并注入原太阳分子云或原行星盘。刚玉(Al 2 O3)是太阳能成分的冷却气体的第一个冷凝物。在这里,我们发现,从富含O-16的气体(大三角洲O-17 ~ -25%)的太阳组成的微米级的Al 26冷凝物记录在太阳系诞生时的Al-26的不均匀分布:推断的初始Al-26/Al-27比范围从~6.5x10-5到<2x 10 -6; ~50%的测量的Al 26颗粒是贫Al-26。其他贫Al-26、富O-16的难熔物质包括CH榴辉岩中的富钙铝包体(CAIs)、CM榴辉岩中的板状黑云母晶体和CV、CO和CR榴辉岩中的FUN(分馏和未识别的核同位素异常)CAIs。考虑到太阳系中富含O-16的难熔固体凝结的时间明显较早且持续时间较短(<0.3 Ma),我们推断Al-26是注入到坍缩的原太阳分子云,然后在原行星盘中均匀化的。Al-26丰度与沙粒O同位素组成之间缺乏明显的相关性,这对太阳系中Al-26的恒星来源提出了重要的限制。
2011-05-13 astro-ph.EP
Cosmic-Ray Bath in a Past Supernova Gives Birth to Earth-Like Planets
The University of Tokyo(东京大学);Kyoto University(京都大学);Fukui Prefectural University(福井县立大学)
超新星中的宇宙射线核合成通过浸入机制在太阳系形成中扮演关键角色,解释了类地行星的普遍性。
2025-12-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
The effects of short-lived radionuclides and porosity on the early thermo-mechanical evolution of planetesimals
在混沌生长的巨大撞击阶段之前聚集的类地星子的热历史和内部结构可能对类地行星的最终组成和演化产生重要影响。这些参数主要取决于加热与冷却的内部平衡,这主要取决于铝-26和铁-60等短寿命放射性核素(SLR)的存在以及材料的导热性。SLR的加热作用取决于它们的初始丰度、星子的形成时间和大小。有人认为,冷却历史是由颗粒材料的孔隙率,经历了巨大的变化,通过压实过程,并往往随着时间的推移而减少。在这项研究中,我们评估这些参数的影响,年轻的星子的热机械演化与二维和三维模拟。使用代码系列I2 ELVIS/I3 ELVIS,我们已经运行了许多二维和三维数值有限差分流体动力学模型,具有不同的星子半径,形成时间和初始孔隙度。我们的研究结果表明,粉末状材料降低了在星子熔化和对流的阈值,这取决于SLR存在的量。微行星的一个子集保留了一个粉末状的表面层,降低了导热性,阻碍了冷却。初始孔隙度的影响是小的,但是,相比的星子的大小和形成时间,占主导地位的热机械演化和熔融和分化的发病的主要因素。我们评论这项工作的影响,这些星子的结构和演化,以及他们的行为可能的积木的类地行星。
2016-03-18 astro-ph.EP physics.geo-ph
Abundance of 26Al and 60Fe in evolving Giant Molecular Clouds
放射性$^{26}$ Al(t $_{1/2} \sim$ 0.72\,Myr)和$^{60}$ Fe,(t $_{1/2} \sim$ 2.5\,Myr)的核合成和向星际介质中的喷射受大质量恒星的星风和超新星II型爆炸的支配。对陨石及其成分的研究表明,这些短寿命放射性核素在太阳原行星盘中的初始丰度高于从$γ$ -射线天文学和银河系化学演化模型推断的银河系背景水平。这一观测结果被用来论证恒星碎片在太阳系的母体分子云或太阳原行星盘的后期阶段增加,因此我们的太阳系的形成需要一个特殊的情景。在这里,我们使用超级计算机模型-从第一原理-生产,运输和混合的新鲜合成的$^{26}$铝和$^{60}$铁在巨大的分子云内的恒星形成区域。在典型的恒星形成条件下,大多数恒星形成区域的$^{26}$ Al水平与从陨石中推断的水平相当,这表明在早期太阳系中存在短寿命放射性核素是巨型分子云化学演化的一般特征。从我们的模拟计算的$^{60}$ Fe/ $^{26}$ Al屈服比的$\approx 0.2$是一致的银河值0.15 $\pm$ 0.06推断从$γ$ -射线天文学,但显着高于大多数目前的太阳系测量表明。我们认为,估计的基础上分化的陨石和一些陨石成分可能不代表最初的$^{60}$铁丰度的散装太阳系。
2013-04-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Insights on the Sun birth environment in the context of star-cluster formation in hub-filament systems
本研究提出太阳诞生于核-纤维系统的致密纤维中,该结构可屏蔽恒星反馈并通过超新星抛射物及流束为早期太阳系补充短寿命放射性核素,为解释太阳系同位素观测特征提供了新的环境模型。
2023-03-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
26Al in the Early Solar System: Not so Unusual After All
最近获得的证据表明,太阳系外小行星的铁与铝丰度比的变化超过100倍。这个大的范围可能是火成分异的结果,这是由于26铝的放射性衰变产生的热量,其丰度与太阳系的原行星盘在诞生时的丰度相当。如果是这样的话,我们的太阳系从异常高的铝26开始的传统观点应该被抛弃。
2013-10-31 astro-ph.EP
Generating potassium abundance variations in the Solar Nebula
南极陨石的一个有趣的方面是它们是互补的:虽然它们各自的成分有着广泛的丰度变化,但大块的南极陨石几乎有太阳的成分。这就意味着,这些类太阳能的储层是由不同成分的子储层组装而成的,这些子储层产生了不同的成分。我们专注于解释球粒之间的钾丰度变化,即使在一个单一的球粒陨石,同时保持所观察到的CI $^{41}$ K到$^{39}$ K的比例。这需要物理分离钾和球粒,同时温度足够高,使K处于气相。我们研究了几种机制,可以驱动尘埃通过气体,并表明,这样做本地将需要长(亚轨道到许多轨道)的时间尺度;最短的钾耗尽时间尺度发生在一个场景中,陨石球粒形成高以上的中平面和解决了蒸发钾。虽然轨道时间尺度与实验室球粒冷却速率估计值不一致,但任何其他钾丰度变化起源的模型都必须与产生大量相关储层的严重后勤困难作斗争,这些储层在钾丰度方面变化很大,但在钾同位素比值方面没有变化。
2016-04-26 astro-ph.EP
Low 60Fe abundance in Semarkona and Sahara 99555
铁-60(t1/2=2.62百万年)是一种短寿命的核素,可以帮助限制太阳系形成的天体物理背景和早期太阳系事件的日期。通过原位技术,在LL3.00 Semarkona陨石的一些球粒中发现了高丰度的60 Fe(60 Fe/56 Fe = 4x 10 -7),这被认为是超新星在太阳诞生地附近爆炸的证据。然而,我们之前对包括球粒在内的各种陨石物质的MC-ICPMS测量表明,早期太阳系中的60 Fe含量要低得多(60 Fe/56 Fe =10-8)。这种差异的原因尚不清楚,但只有两个Semarkona球粒被MC-ICPMS测量,并且它们的Fe/Ni比低于约2x铁。在这里,我们表明,在Semarkona球粒的Fe/Ni比高达~ 24 x的初始60 Fe/56 Fe比为5.4x10-9。我们还建立了初始60 Fe/56 Fe比在结晶的撒哈拉99555角闪石,一个时间锚,为1.97x10-9。这些结果表明,在太阳系诞生时,60 Fe的初始丰度很低,对应的初始60 Fe/56 Fe比为1.01 × 10 -8。
2015-02-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Unusually High CO Abundance of the First Active Interstellar Comet
彗星一生中的大部分时间都与任何恒星相距甚远,在此期间,它们的内部成分相对保持不变。因此,对彗星的观测可以提供对它们在行星形成时产生的化学反应的直接了解。到目前为止,除了我们自己的行星系统之外,还没有对任何行星系彗星的母体挥发物(直接从核中释放的气体)进行过确认的观测。在这里,我们介绍了2 I/Borisov的高分辨率干涉观测,这是第一颗确认的星际彗星,于2019年12月15日至16日使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)获得。我们的观测揭示了氰化氢(HCN)和一氧化碳(CO)的发射,与2 I/鲍里索夫核的预期位置一致,产生速率为Q(HCN)= $(7.0\pm1.1)\times10^{23}$ s $^{-1}$和Q(CO)= $(4.4\pm0.7)\times10^{26}$ s $^{-1}$。虽然相对于水的HCN丰度(0.06-0.16%)似乎与我们太阳系中典型的,以前观察到的彗星相似,但CO的丰度(35-105%)是在太阳2 au内观察到的任何彗星中最高的。这表明,2 I/鲍里索夫一定是在一个相对富含CO的环境中形成的--可能是在遥远的原行星吸积盘非常寒冷的外部区域的CO冰线之外,作为类似于我们太阳系自己的原柯伊伯带的小型冰体种群的一部分。
2020-04-27 astro-ph.EP
The initial abundance and distribution of 92Nb in the Solar System
铌-92是一种已灭绝的富质子核素,衰变为92 Zr,半衰期为37 Ma。这种放射性核素可能提供一个独特的机会,以确定早期太阳系过程的时间尺度和p-核的核合成的网站,一旦它在太阳系中的初始丰度和分布得到很好的确定。在这里,我们提出了内部Nb-Zr等时线的三个玄武质无球粒陨石与已知的U-Pb年龄:angrite NWA 4590,eucrite Agoult,和ungrouped无球粒陨石Ibitira。结果表明,3块陨石的Nb-Zr等时线年龄与辉石和斜长石Pb-Pb测年结果一致,表明92 Nb在源区分布均匀。NWA 4590的Nb-Zr和Pb-Pb数据提供了最可靠和精确的参考点,可以将Nb-Zr计时器固定在绝对时间尺度上:在$4557.93 \pm 0.36$ Ma时,92 Nb/93 Nb的初始比值为$(1.4 \pm 0.5) \times 10^{-5}$,这对应于太阳系形成时的92 Nb/93 Nb比值为$(1.7 \pm 0.6) \times 10^{-5}$。在这个新的初始比率的基础上,我们证明了铌锆计时器的能力,以日期早期太阳系天体,包括陨硫铁和金红石,如铁和石铁陨石。此外,我们估计92 Nb与p核92 Mo的核合成生产比在0.0015和0.035之间。如果这些轻p核主要是通过Ia型超新星中的光致蜕变反应合成的,那么这个产生率,以及太阳中其他质量相似的p核丰度,就可以…
2016-02-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Abundance, distribution, and origin of 60Fe in the solar protoplanetary disk
陨石含有短寿命放射性核素的残余衰变产物,这些放射性核素在小行星和行星形成时存在于原行星盘中。一些研究报告指出,铁陨石中的60 Fe(t1/2=2.62+/-0.04 Myr)丰度很高(60 Fe/56 Fe ~6*10-7),这表明行星物质包含了恒星核合成的新鲜产物,这些产物是由一颗或几颗在新生太阳附近爆炸的大质量恒星喷出的。测定了全岩和分异无球粒陨石组分的58 Fe/54 Fe和60 Ni/58 Ni同位素比值(ureilites,aubrites,HEDs,and angrites),unequilibrated ordinary Alcantes Semarkona(LL3.0)和NWA 5717(未分组的岩石类型3.05),富含金属的碳质球粒陨石Gujba(CBa)和其他几种陨石(CV,EL H,LL陨石; IIIAB,IVA,IVB铁陨石)。我们从这些测量中得出了一个低得多的初始60 Fe/56 Fe比(11.5+/-2.6)*10-9,并得出结论,60 Fe均匀分布在行星体之间。这个低比率与从银河系背景中推导出的60 Fe一致(根据伽马射线观测,星际介质中的60 Fe/56 Fe =2.8*10-7),并且如果太阳物质通过一个或几个大质量恒星的外层风被污染,则可以与陨石中的高26 Al/27 Al =5*10-5相一致(例如,一颗沃尔夫-拉叶星)富含26铝,贫60铁。我…
2012-12-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Insights into the Exoplanet Radius Valley from Host-Star Ages, Activity, Chemistry, and Birth Radius
School of Science, Hangzhou Dianzi University(杭州电子科技大学理学院);National Astronomical Data Center Zhijiang Branch(国家天文台紫江分中心);CAS Key Laboratory of Optical Astronomy, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台光学天文重点实验室);Department of Astronomy, The Ohio State University(俄亥俄州立大学天文学系);Center for Cosmology and Astroparticle Physics (CCAPP), The Ohio State University(俄亥俄州立大学宇宙学与高能粒子物理中心);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院);School of Science, Xichang University(西昌学院理学院)
研究通过分析769颗绕558颗恒星运行的行星,探讨半径峡谷与宿主恒星年龄、活动性、化学组成及银河系诞生半径的关系,发现半径峡谷随时间演化,受恒星人口混合影响显著,且与恒星磁活动及化学组成有关。
2026-03-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Candidate exoplanet host HD131399A: a nascent Am star
直接成像显示,在三星系统HD 131399的主A星周围有一颗类木系外行星。我们研究了在ESO/MPG 2.2米望远镜上使用FEROS获得的主要成分HD 131399 A的高质量光谱,旨在确定恒星的大气和基本参数,并以高精度和准确度确定元素丰度。其目的是限制系统诞生云的化学成分,从而限制假定行星的整体成分。采用混合非局域热平衡(non-LTE)模式大气技术进行定量光谱分析。与最新的恒星演化模型比较,得到了基本参数。HD 131399 A的大气参数和基本恒星参数被限定为Teff=9200+-100 K,log g=4.37+-0.10,M=1.95+0.08-0.06 Msun,R=1.51+0.13-0.10 Rsun,log L/Lsun=1.17+-0.07,位于零龄主序星。非LTE对导出的金属丰度的影响通常小于0.1dex,但对于个别线可以达到~0.8dex。所观察到的轻元素(包括钙)总体上与现今的宇宙丰度一致,C/O比值为0.45 $\pm$ 0.07,而较重的元素则显示出轻微的过剩。我们的结论是,该系统的诞生云有一个标准的化学成分,但我们见证了在缓慢旋转的恒星的Am现象的开始。此外,我们表明,非LTE分析有可能解决剩余的差异观测到的丰度和预测的扩散模型为Am星。此外,目前的情况下,允许质量损失,而不是湍流混合,被确定为主要的运输过程中竞争的扩散非常年轻的Am星。
2017-07-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Formation of Solar System Analogs in Young Star Clusters
太阳系曾经富含短寿命放射性核素(SLR)$^{26}$ Al\,但缺乏$^{60}$ Fe。已经提出了几个模型来解释这些异常的丰度在SLR,但没有一个已经设置在一个自洽的框架内的演化太阳系和它的诞生环境。$^{26}$ Al的异常丰度可能源自大质量$\apgt 20$ \、$M_\odot$沃尔夫-拉叶星风中的吸积物质,但这颗恒星也可能是母星团的成员,而不是闯入者或富集原太阳星云的老一代。当时的原行星盘已经在柯伊伯崖(位于$45$ au)附近被截断,在被附近的沃尔夫-拉叶星的风富集之前,它与另一个星团成员相遇。附近一颗恒星的超新星爆炸,可能是但不一定是爆炸的沃尔夫-拉叶星,将盘加热到$\apgt 1500$ K,熔化小的尘埃颗粒,并导致$^{26}$ Al封装和保存成玻璃状液滴。这颗超新星,可能还有其他几颗,造成了圆盘的进一步磨损,并导致观测到$5.6\pm1.2^\circ$相对于太阳赤道面的倾斜。$^{60}$ Fe的丰度来源于超新星壳层,但它的保存是由于随后的超新星。至少需要两颗超新星(一颗提供$^{60}$ Fe\,另一颗将其保存在盘中)来解释太阳系的观测特征。最可能诞生的星团有$N = 2500\pm300$恒星,半径为$r_{\rm vir} = 0.75\pm0.25$ pc。我们的结论是,太阳系等价系统在银河系中以每百万年30个的速度形成,在这种情况下,大约有36,…
2018-10-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Host--Non-host Differences in Stellar Chemistry, Activity, and Birth Radius: Hints of Distinct Formation Environments for Earth-like Planets and Sub-Neptunes
School of Science, Hangzhou Dianzi University(杭州电子科技大学理学院);National Astronomical Data Center Zhijiang Branch(国家天文台数据科学中心(紫金山));CAS Key Laboratory of Optical Astronomy, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台光学天文重点实验室);Department of Astronomy, The Ohio State University(俄亥俄州立大学天文学系);Center for Cosmology and Astroparticle Physics (CCAPP), The Ohio State University(俄亥俄州立大学宇宙学与高能物理中心);Department of Physics, Xiangtan University(湘潭大学物理系);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院)
本研究通过28383颗恒星样本,发现类地行星与亚海王星的宿主星在化学丰度、活动度及诞生半径上存在显著差异,提示二者可能形成于不同环境。
2026-08-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stars with and without planets: Where do they come from?
对行星宿主恒星化学丰度的长期而彻底的调查持续了十多年,终于取得了成果。我们探索了148个类太阳恒星的样本,以寻找可能的相关性之间的斜率的丰度趋势与冷凝温度(称为Tc斜率)与恒星参数和银河系轨道参数,以了解这些恒星的特殊化学签名的性质和可能的连接与行星形成。我们发现Tc斜率与恒星年龄和恒星表面重力有显著的相关性(大于4 σ)。我们还发现了初步的证据表明,Tc斜率与恒星的平均银河系中心距离(Rmean),这表明起源于银河系内部的恒星相对于挥发性的耐火元素较少。我们发现,行星宿主恒星的化学特性(小的耐火性与挥发性比率)仅仅是它们年龄较大和银河系内部起源的反映。我们的结论是,恒星的年龄和可能的银河系出生地是关键,以建立一些特定的元素的丰度。
2014-10-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing Massive Star Nucleosynthesis with Data on Metal-Poor Stars and the Solar System
贫金属恒星是在早期形成的,当时只有大质量恒星有时间演化并有助于化学富集。低质量的贫金属恒星存活至今,并提供了早期大质量恒星核合成的化石记录。另一方面,早期太阳系(ESS)中的短寿命放射性核素(SLR)反映了在空间和时间上靠近原太阳云的源的核合成。Sr和Ba的普遍存在以及在单一贫金属恒星中观察到的重元素丰度模式的多样性表明,除了r过程之外,一些中子捕获机制可能在早期的大质量恒星中运作。三个这样的机制进行了讨论:弱的s-过程在非旋转模型与初始碳增强,一个新的s-过程引起的快速旋转模型与正常的初始组成,和中子捕获过程引起的质子摄入非旋转模型。此外,陨石的数据进行了讨论,以限制核心塌陷超新星(CCSN),可能引发了太阳系的形成,并提供了一些在ESS的SLR。如果有一个CCSN触发,数据点低质量的CCSN作为最有可能的候选人。讨论了一个11.8太阳质量的CCSN触发器。它的核合成,其残余物的演变,以及残余物与原太阳云的相互作用似乎满足陨石的限制,并可以解释的SLR 41 Ca,53 Mn,和60 Fe在ESS的丰度。
2022-02-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Origin of Plutonium-244 in the Early Solar System
我们研究了早期太阳系中由快速(r)中子捕获过程产生的短寿命放射性核素244 Pu(半衰期为8000万年)的起源。我们考虑了两个大的r过程核合成模型,并分析了244 Pu在ESS中的起源是否与其他r和慢(s)中子俘获过程放射性核的起源一致。对r过程模型的解释来自核物理输入和天体物理现场。前者强烈影响质量相近的同位素(129 I/127 I,244 Pu/238 U和247 Pu/235 U)的比值。相反,129 I/247 Cm的比值,涉及的同位素质量非常不同,比上面列出的要多变得多,而且更受天体物理学场地的物理影响。我们考虑可能的方案,这些放射性核在银河系星际介质的丰度的演变,并验证在何种情况下和条件下可以找到的解决方案的起源244钚是一致的起源的其他同位素。一般来说,对于所有可能的不同状态,都可以找到解,这些状态由从源到最终进入太阳系的星际介质气体之间的添加间隔($δ$)控制,相对于衰变时间尺度。如果星际介质中的r过程喷出物在一个相对较小的区域内混合(导致长的$δ$),我们得出解释早期太阳系中129 I和247 Cm丰度的最后一个事件也可以解释244 Pu的丰度。然而,由于其半衰期较长,244钚可能是由几个事件而不是一个事件产生的。如果星际介质中的r过程喷出物在相对较大的区域内混合(导致短的$δ$),我们得出从分子云形成到太阳形成的时间为900 - 1600万年。
2022-08-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR