Untangling the Sources of Abundance Dispersion in Low-metallicity Stars II: Neutron Capture Elements
本研究通过高精度光谱分析,揭示低金属含量恒星中重元素丰度分散的来源,发现s和r过程元素的内在分散程度高于轻元素,并探讨了超新星产率分布对丰度分散的影响。
2025-12-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Progenitor-mass-dependent yields amplify intrinsic scatter in dwarf-galaxy elemental abundance ratios
在流体动力学模拟中,流行的次网格化学演化模型通常使用单一的“IMF平均”超新星产额,忽略了恒星星族中较高质量和较低质量超新星祖先的喷出物中元素丰度比(特别是[ $α$ /Fe])的变化。为了理解这种简化的影响,并了解更明确的模型的影响,我们运行FIRE模拟矮星系$(M_\star($ z = 0 $) \sim 10^6 M_\odot)$使用核合成产量从NuGrid数据库,取决于恒星祖质量和金属丰度。虽然NuGrid表现出较低的聚合$α$ -元素生产比默认的火产量,我们发现,其明确的质量依赖性大大扩大了内在的散射模拟[Fe/H]-[ $α$ /Fe] -一种现象可能是可见的矮星系在最近的观测。
2021-09-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Explaining the Ba, Y, Sr, and Eu abundance scatter in metal-poor halo stars: constraints to the r-process
上下文由于近年来进行的英勇的观测活动,我们现在有大量贫金属恒星的样本,可以测量详细的丰度。[...]这些数据为第一代恒星对我们银河系的富集所作贡献的性质提供了重要线索。目的。我们的目标是解释分散在Sr,Ba,Y,Eu丰度比图揭示的贫金属晕星。方法.我们计算了不均匀的化学演化模型的星系晕假设不同的情况下的r-过程网站:电子捕获超新星(EC)和磁旋转驱动(MRD)超新星的情况。我们还考虑了模型与快速旋转的大质量恒星(spinstars)的贡献,早期丰富的s-过程。提供了一个详细的比较与现在的大样本的恒星与测量丰度的Sr,Ba,Y,Eu和Fe(无论是在散点图和数量分布的几个丰度比)。结果在这些贫金属恒星([Fe/H] < -2.5)的丰度比中观察到的散射可以通过结合自旋星中的s-过程产生和来自大质量恒星的r-过程贡献来解释。对于r-过程,我们已经开发了EC和MRD情景的模型,这些模型与观测结果相匹配。结论.由于目前的观测和理论的限制,我们不能区分EC和MRD的情况下,在星系晕。独立的r-过程的情况下,生产的元素的s-过程中的spinstars需要复制的传播丰度的轻中子捕获元素(Sr和Y)超过重中子捕获元素(Ba和Eu)。通过[Ba/Fe]或[Sr/Ba]与[Fe/H]图中Ba同位素比值的分布,我们提供了一种检验我们的建议的方法。
2014-03-31 astro-ph.GA astro-ph.SR
Assessing stellar yields in Galaxy chemical evolution: observational stellar abundance patterns
本文检验不同恒星产率假设对星系化学演化模型丰度弥散的影响,比较多种产率表与银河系观测数据的一致性,发现产率不确定性虽重要,但简单平均不同产率方案无法解释恒星丰度弥散。
2023-04-01 astro-ph.GA
Untangling the Sources of Abundance Dispersion in Low-Metallicity Stars
我们测量了太阳附近86颗贫金属($-2 \lesssim \text{[Fe/H]} \lesssim -1$)亚巨星样品中12种元素(Na,Mg,Si,Ca,Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)的丰度。丰度是从大双筒望远镜上的波茨坦埃歇尔偏振和光谱仪拍摄的高分辨率光谱中得出的,使用iSpec和MOOG建模。通过仔细量化光子噪声的影响(所有元素的$< 0.05$ dex),我们稳健地测量丰度比的固有散射。在固定的[Fe/H]下,[X/Fe]中的RMS固有散射范围为0.04 dex(Cr)至0.16 dex(Na),中值为0.08 dex。在[X/Mg]中的散射是相似的,并且考虑[ $α$ /Fe]仅适度地降低了总体散射。我们考虑了几种可能的起源的内在散射,特别注意的核心坍缩超新星(CCSN)和Ia型超新星(SNIa)的相对富集的波动和随机采样的CCSN祖质量分布。如果贡献于典型样本星富集的CCSN的有效数目是$N \sim 50$,则随机采样方案提供了对我们的数据的很好的定量解释。在我们的样本的金属丰度中值,这种解释意味着CCSN喷出物在形成恒星之前混合在气体质量$\sim 10^5 M_{\odot}$上。元素丰度比的分散是模拟银河系早期阶段恒星形成、反馈和气体混合的一个强有力的诊断测试。
2022-10-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Relations between abundance characteristics and rotation velocity for star-forming MaNGA galaxies
我们推导出旋转曲线,表面亮度分布,和氧丰度分布的147晚型星系使用公开可用的光谱获得的MANGA调查。本文研究了自转速度为90~350 km/s的星系中心氧丰度(O/H)_0、光学半径(O/H)_R25处的丰度和丰度梯度随自转速度V_rot的变化。我们发现,每个关系在V_rot ^*~200 km/s处出现突变。中心(O/H)_0丰度随V_rot的增加而增加,且当V_rot <V_rot ^* 时,(O/H)_0-V_rot关系的斜率更陡。中心丰度在该关系附近的平均离散度为0.053 dex。星系光学半径处的丰度与其自转速度之间的关系是类似的;围绕这个关系的丰度平均散射为0.081 dex。径向丰度梯度以dex/kpc表示,随自转速度的增加而增大。对于V_rot> V_rot ^* 的星系,该关系的斜率非常低。丰度梯度用dex/R25表示,对于V_rot <V_rot ^* 的星系,丰度梯度大致为常数,而对于V_rot> V_rot ^* 的星系,丰度梯度大致为常数。用dex/h_d(其中h_d是圆盘刻度长度)表示的梯度随旋转速度的变化与dex/R25中的梯度的变化类似。还考虑了丰度特征与其他基本参数(恒星质量、光度和半径)之间的关系。
2019-01-30 astro-ph.GA
The Influence of Radial Stellar Migration on the Chemical Evolution of the Milky Way
恒星迁移是银河系盘中一个重要的动力学过程。本文采用解析方法模拟了恒星在银盘中的径向迁移,并将其加入到详细的银河系化学演化模型中,研究了恒星径向迁移对银河系化学演化的影响,特别是对丰度梯度的影响。我们发现,恒星在银盘中的径向迁移可以使太阳邻域的G矮星金属丰度分布轮廓变高变窄,从而成为解决“G矮星问题”的另一种方法。它也可以分散年龄-金属丰度关系。然而,在恒星径向迁移之后,沿银河系半径的丰度分布并没有发生太大的变化,即丰度梯度并没有因为恒星径向迁移而变平,这与许多理论工作的预测不同。但它可以使恒星平均化学丰度的径向梯度变平,而较老的恒星比较年轻的恒星拥有更平坦的丰度梯度。恒星径向迁移对化学丰度最显著的影响是,在某一位置,它使那里的恒星丰度从一个相对集中的值分散到一个范围。
2013-03-29 astro-ph.GA
NLTE determination of the calcium abundance and 3D corrections in extremely metal-poor stars
极度贫金属的恒星包含早期银河系化学成分的化石记录。用改进的MULTI程序计算了53颗极端贫金属星的钙线NLTE剖面。我们的新模型原子,我们能够调和的Ca丰度从Ca I和Ca II线在南河三推断。- 我们发现在早期银河系中[Ca/Fe]= 0.50 $\pm$ 0.09,这个值略高于之前的LTE估计。- 比值[X/Ca]的离散度通常小于比值[X/Mg]的离散度,其中X是除Al之外的"轻金属"(O、Na、Mg、Al、S和K)。这些离散度不能用测量误差来解释,但氧除外。令人惊讶的是,[X/Fe]的分散度总是等于或甚至小于[X/Ca]平均值周围的分散度。- 我们注意到,在低金属丰度时,Ca I共振线的波长相对于(较弱的)从属线发生了偏移,这是对流效应的标志。- 发现从Ca I共振线(422.7 nm)推断的Ca丰度在非常低的金属丰度下系统地小于从从属线推断的丰度。
2012-04-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Testing Chemical Tagging with LAMOST: Intrinsic Abundance Dispersion of Subgiant Stars in the Galactic Disk
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学前沿交叉科学研究院);School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);Department of Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学天文学系)
利用LAMOST亚巨星样本,通过正向建模发现轻元素和α元素内在丰度弥散小(≲0.05 dex),中子俘获元素弥散大(≳0.1 dex),且不能用单一示踪剂解释,凸显其化学标记潜力。
2026-09-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical Abundances in a Turbulent Medium -- H$_2$, OH$^+$, H$_2$O$^+$, ArH$^+$
超声速湍流在星际介质中产生强烈的密度涨落,从而对星际介质的化学结构产生深刻的影响。扩散ISM的特别有用的探针是ArH $^+$、OH $^+$、H $_2$ O $^+$分子离子,它们对密度和H $_2$丰度的波动高度敏感。我们使用等温磁流体动力学(MHD)模拟的各种音速马赫数,$\mathcal{M}_s$,和密度去相关尺度,$y_{\rm dec}$,模拟湍流密度场。我们用化学模型对模拟进行后处理,得到H $_2$、ArH $^+$、OH $^+$和H $_2$ O $^+$丰度的概率密度函数(PDF)。我们发现,PDF色散增加与增加$\mathcal{M}_s$和$y_{\rm dec}$,作为密度波动的幅度增加,并作为他们变得更加连贯。湍流也影响中位丰度:当$\mathcal{M}_s$和$y_{\rm dec}$高时,具有低H $_2$丰度的低密度区域变得普遍,导致ArH $^+$与OH $^+$和H $_2$ O $^+$相比增强。我们比较我们的模型与赫歇尔观测。在所观察到的丰度,以及高观察到的ArH $^+$ /OH $^+$和ArH $^+$ /H $_2$ O $^+$的比例大的散射自然再现我们的超音速$(\mathcal{M}_s=4.5)$,大的去相关规模$(y_{\rm dec}=0.8)$模型,支持一个大规模的湍流驱动的情况。的丰度也取决于紫外线强度,CR…
2019-10-09 astro-ph.GA
Inhomogeneity in the early Galactic chemical enrichment exposed by beryllium abundances in extremely metal-poor stars
贫金属星中铍的丰度与金属丰度呈线性关系,最低可达[Fe/H] ~-3.0。在恒星中,已被检测到在这个极端的金属贫制度,增加了丰度分散已被报道。这种分散可能表明Be和[Fe/H]之间的关系变平。我们的目标是进行一个新的调查,在极端贫金属恒星的Be丰度,并试图澄清是否存在一个Be丰度高原。我们重新研究了[Fe/H] ~-3.0的9颗矮星的Be丰度。此外,我们还首次分析了BPS BS 16968-0061和CD-33 1173恒星光谱中的Be谱线。我们利用Gaia DR 2的引力来精确恒星表面引力的值。使用光谱合成法测定Be的丰度。有些星星确实暗示着地球变平了。在[Fe/H] ~ -2.70 ~-3.26范围内,Be丰度基本保持在log(Be/H)~-13.2dex。然而,对于一些恒星,我们只能将上限设置在该水平以下。大多数样本恒星都是在所谓的盖亚-土卫二合并的祖先中形成的。三颗恒星中有两颗可能是在原地形成的,它们偏离线性关系最大。这些恒星的混合起源提供了理解扁平的线索。我们认为,我们的观察结果可以理解为在早期银河系的不均匀的恒星形成条件的后果。如果没有有效的混合,早期ISM的特征将是在给定的时刻在Fe丰度的大分散。另一方面,由于它起源于宇宙射线天体,因此它的丰度会更均匀(在银河系范围内)。因此,我们认为,观测到的铍-铁关系的平坦化反映了在给定年龄银河系铁丰度的更强散射。
2020-12-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical Abundances of the Milky Way Thick Disk and Stellar Halo I.: Implications of [alpha/Fe] for Star Formation Histories in Their Progenitors
我们给出了97颗附近贫金属(-3.3<[Fe/H]<-0.5)恒星的丰度分析,这些恒星具有银河系厚盘、内晕和外晕的运动学特征。利用斯巴鲁望远镜上的高色散光谱仪获得了样品星的高分辨率、高信噪比光谱。Fe,Mg,Si,Ca和Ti的丰度已经使用一维LTE丰度分析代码与Kurucz NEWODF模型大气导出。通过分配成员的样本星厚盘,内或外晕组件的基础上,他们的轨道参数,我们检查丰度比作为[Fe/H]和运动学的函数的三个子样本在宽的金属丰度和轨道参数范围。结果表明,在金属丰度为-1.5<[Fe/H]<=-0.5的范围内,厚盘星的平均[Mg/Fe]和[Si/Fe]比值一直很高,但分散度很小。相反,内晕星和外晕星的丰度比平均值较低,散射较大。在[Fe/H] $>-2$范围内,内晕星和外晕星的[Mg/Fe]、[Si/Fe]和[Ca/Fe]也随[Fe/H]呈弱的减小趋势。这些结果有利于MW厚的磁盘形成的方案,通过快速的化学富集主要是通过II型超新星的大质量恒星,而恒星晕形成至少部分通过吸积的祖先恒星系统已被化学丰富的不同的时间尺度。
2012-05-11 astro-ph.GA
2D chemical evolution model: the impact of galactic disc asymmetries on azimuthal chemical abundance variations
星系盘化学演化模型通常忽略方位面密度变化,而方位面密度变化会引入化学丰度方位梯度。然而,最近的观测揭示了银河系和外部星系的气体和恒星成分的化学丰度随方位角的变化。量化旋臂密度涨落对盘星系氧和铁丰度方位角变化的影响。我们开发了一个新的2D星系盘化学演化模型,能够以下不仅径向,而且方位角的不均匀性。从银河系的N-体盘形成模拟产生的密度波动产生的氧丰度梯度的顺序为0.1德克斯的方位角变化。此外,与最近在星系外的观测结果一致,角向变化在星系外区域更为明显。使用一个简单的分析模型,我们表明,最大的波动与方位角的结果附近的螺旋结构共转共振,螺旋和气体盘之间的相对速度是最慢的。总之,我们提供了一个新的二维化学演化模型能够以下方位角密度变化。从银河系的动力学模型中提取的密度波动导致分散的氧丰度梯度的方位角变化与观测外星系。我们解释的方位角散射在所有半径的存在下,在不同的模式速度移动的多个螺旋模式的存在下,发现在观测和数值模拟。
2019-06-24 astro-ph.GA
The scatter, residual correlations and curvature of the SPARC baryonic Tully-Fisher relation
在最近的工作中,Lelli et al.(2016)认为,LCDM星系样本的重子Tully-Fisher关系(BTFR)的紧密性,以及其残差与有效半径的相关性的弱点,对LCDM宇宙学提出了挑战。在这封信中,我们计算的统计意义,这些结果的框架中的晕丰度匹配,这强加了一个典型的星系晕连接。考虑到样本方差之间的类SPARC实现的父晕人口,我们发现在预测的BTFR的分散是3.6西格玛太高,但其残差与星系大小的相关性是自然弱。此外,我们发现丰度匹配产生BTFR曲率在3.0西格玛不同意的数据,和一小部分的星系与非平坦的旋转曲线略大于观察。
2017-08-19 astro-ph.GA
Evolution of the Barium abundance in the early Galaxy from a NLTE analysis of the Ba lines in a homogeneous sample of EMP stars
钡是限制第一星系恒星r-过程演化的关键元素,目前这些贫金属恒星中的钡丰度大多是在局部热力学平衡(LTE)假设下测量的,这可能会导致一般低估Ba。我们在这里提出的钡丰度的测定,考虑到非LTE(NLTE)的影响,在一个样本的极端贫金属星(EMP星):6关闭星和35巨星。计算了Ba Ⅱ三条未掺混谱线(455.4,585.3,649.6nm)的NLTE谱线。计算是用修改后的MULTI代码进行的,应用于Ba原子的原子模型,Ba I有31个能级,Ba II有101个能级,并与观测结果进行了比较。钡相对于铁的NLTE丰度的比率稍微向太阳比移动。在[Ba/Fe]与[Fe/H]的图中,回归线的斜率略微降低,散点也是如此。在-3.3 <[Fe/H] <-2.6区间内,[Ba/Fe]以约1.4的斜率和接近0.44的分散度减小。当[Fe/H] <-3.3时,恒星的数量不足以决定[Ba/Fe]是否继续下降(CD-38:245应被认为是一颗特殊的“富钡星”),或者[Ba/Fe] ~-1时是否会达到一个平台。在这两种情况下,散射仍然相当大,大于测量和测定误差所能解释的,这表明Ba生产的复杂过程的影响,和/或在早期银河系中的低效率混合。
2009-02-03 astro-ph.GA
Sulphur abundances in halo stars from Multiplet 3 at 1045 nm
硫是一种挥发性的阿尔法元素,不会被锁定在星际介质(ISM)中的尘埃颗粒中。因此,在比较ISM和恒星大气时,它的丰度不需要进行尘埃损耗的校正。贫金属恒星的光球层中硫的丰度是一个有争议的问题:根据一些作者,[S/Fe]与[Fe/H]在低金属丰度时形成一个平台,而根据其他研究,有一个大的分散或可能是双峰分布。在贫金属的恒星中,硫可以通过其在920 nm处的Mul.1谱线检测到,但这个范围被大地散射严重污染,并且多重谱线中的一条被氢的Paschen zeta谱线混合。我们研究了使用Mult的可能性。3(在1045 nm处)用于推导硫丰度,因为这个范围,现在可以在VLT上用红外光谱仪CRIRES观察到,很少受到大地吸收的污染,至少在贫金属恒星中不受混合物的影响。考虑到NLTE校正和3D效应,我们比较了来自多重态1和3的丰度。在这里,我们提出了一个样本的四颗恒星的结果,虽然分散是不太明显,比以前的分析,我们不能找到一个平台[S/Fe],并确认分散的硫丰度在低金属。
2010-03-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical abundances for 11 bulge stars from high-resolution, near-IR spectra
银河系的核球是否比伪核球更早地具有经典核球的特征还存在争议。详细的核球星丰度研究是研究核球起源、历史和分类的关键。其目的是增加讨论的起源的隆起和研究详细的丰度确定近红外光谱的隆起巨人已经调查的光学光谱,后者也提供了恒星的参数,这是非常重要的结果,目前的研究。利用甚大望远镜上的CRIRES光谱仪记录了H波段的高分辨率近红外光谱。CNO丰度都可以从观察到的波长范围内的许多分子谱线确定。α元素的丰度也从近红外光谱确定。[O/Fe]、[Si/Fe]和[S/Fe]在金属丰度至少达到[Fe/H]=-0.3时增加,之后下降。这表明银河系的核球经历了一个快速而早期的恒星形成历史,就像经典核球一样。然而,隆起的趋势和局部厚盘的趋势之间的相似性似乎存在。这种相似性可能表明,隆起有一个假隆起的起源。我们的[C/Fe]趋势并没有显示出任何[Fe/H]的增加,如果W-R星对C丰度有很大的贡献,这是可以预期的。在我们观测到的丰度趋势周围没有“宇宙散射”;考虑到观测的不确定性,发现的散射是预料之中的。
2009-10-02 astro-ph.GA
Size matters: abundance matching, galaxy sizes, and the Tully-Fisher relation in EAGLE
塔利-费雪关系(TFR)将盘状星系$M_{\rm str}$的恒星质量与其旋转速度联系起来:它很好地近似于幂律,几乎没有散射,并且随着红移而微弱地演化。这种关系被解释为反映了暗物质晕的质量-速度标度($M\propto V^3$),但这种解释受到了丰度匹配(AM)模型的质疑,该模型预测星系-晕质量关系是非单调和快速演化的。利用$Λ$ CDM宇宙学模拟的EAGLE集研究了发光螺旋的TFR及其与AM的关系。匹配这两个关系需要磁盘的大小,以满足由晕的浓度和它们对星系组装的反应给出的约束。鹰星系大致匹配这些限制,并显示出紧密的质量速度标度,与所观察到的TFR相媲美。的TFR是退化的变化,星系形成效率和质量大小的关系,模拟不匹配的星系恒星质量函数可能适合观察到的TFR,如果星系遵循不同的质量大小的关系。模拟的TFR结果中的小散射是因为,在固定的晕质量下,星系质量和旋转速度强烈相关,沿着主要关系散射星系。EAGLE星系的演化与回望时间近似遵循AM模型的规定和观测到的亮螺旋的质量-尺寸关系,导致弱TFR演化与观测到的$z=1$一致。$Λ$ CDM模型可以将星系的丰度和大小作为恒星质量的函数,这对于重现观测到的总飞行率及其演化没有任何困难。
2016-07-11 astro-ph.GA
The relationship between age, metallicity, and abundances for disk stars in a simulated Milky Way galaxy
对银河系低$α$盘的观测表明,在固定的金属丰度[Fe/H]下,几种元素丰度[X/Fe]与年龄相关,在年龄-[X/Fe]关系周围具有独特的斜率和小的分散。在这项研究中,我们转向模拟,以探索元素C,N,O,Mg,Si,S和Ca的年龄-[X/Fe]关系,这些元素在FIRE-2宇宙学放大模拟的银河系样星系m12 i中被追踪,并了解什么物理条件引起了观察到的年龄-[X/Fe]趋势。我们首先探索单年龄种群在其出生和当前位置的分布,[Fe/H]和[X/Fe],并找到年龄< 7 Gyr的恒星由内向外径向生长的证据。然后,我们检查了年龄-[X/Fe]的关系在m12 i的磁盘,并发现,趋势的方向与观察,除了C,O和Ca,非常小的内在散射,$σ_{int}$(0.01-0.04 dex)。在模拟中测量的该$σ_{int}$也是金属度依赖性的,其中在[Fe/H]=-0.25 dex时$σ_{int}$ $\approx$ 0.025 dex,而在[Fe/H]=0 dex时$σ_{int}$ $\approx$ 0.015 dex,并且在GALAH调查中对于共同的元素观察到类似的金属度依赖性。此外,我们发现,$σ_{int}$是更高的内部星系,那里的恒星年龄较大,形成在化学均匀性较差的环境。年龄-[X/Fe]关系和它们周围的小散射表明,模拟捕获了与银河系中观察到的相似的化学富集变化,这是由于恒星在给定的出生…
2022-04-24 astro-ph.GA
Two distinct halo populations in the solar neighborhood. II. Evidence from stellar abundances of Mn, Cu, Zn, Y, and Ba
Nissen & Schuster 2010年对94颗-1.6 < [Fe/H] < -0.4的矮星的研究显示,在给定的金属丰度下,存在两种不同的晕群,它们的[alpha/Fe]存在系统性差异。在这项工作的继续,丰富的锰,铜,锌,Y,和Ba的测定相同的恒星样本。原子线的等效宽度是从高分辨率VLT/UVES和NOT/FIES光谱测量的,并用于从基于MARCS模型大气的LTE分析中获得精确的丰度比。系统的差异之间的“高α”和“低α”晕人口被发现为[Cu/Fe],[Zn/Fe],和[Ba/Y],而没有显着差异的情况下[Mn/Fe]。在给定的金属丰度下,[Cu/Fe]显示出与[Na/Fe]和[Ni/Fe]中的相应散射密切相关的大的散射。[Cu/Fe],[Zn/Fe]和[Ba/Y]的金属丰度趋势可以从现有的核合成计算中解释,如果高α星形成的区域具有如此高的恒星形成率,只有大质量恒星和II型超新星有助于化学富集。另一方面,低α星很可能起源于化学演化较慢的系统,其特征是Ia型超新星和低质量AGB星的额外富集。
2011-03-24 astro-ph.GA
Constraining cosmic scatter in the Galactic halo through a differential analysis of metal-poor stars
我们给出了Li、Na、Mg、Al、Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Zn、Sr、Y、Zr和Ba在宽金属丰度范围内的丰度($-2.8 \le$ [Fe/H] $\le -1.5$)。使用差分技术使我们能够在分析中获得前所未有的低水平散射,标准偏差低至0.05 dex,[X/Fe]的平均误差低至0.05 dex。通过扩展我们的金属丰度范围与其他工作的精确丰度,我们能够精确地限制在一个广泛的金属丰度范围($-3.6 \le$ [Fe/H] $\le -0.4$)的银河系化学演化模型。发现的一致性和差异是进一步改进模型和观测的关键。我们还表明,铬II的LTE分析是一个更可靠的来源丰富的铬,铬I具有重要的NLTE的影响。这些影响可以清楚地看到,当我们比较所观察到的Cr I和Cr II的丰度与GCE模型。虽然Cr I在模型和观测之间存在明显的分歧,但Cr II的模型非常好。我们证实了紧密增加的趋势,钴和锌向较低的金属丰度,和一个紧密的平坦的演变,镍相对于铁。我们的研究结果强烈建议不均匀富集从超新星。我们精确的恒星参数的结果在一个低的恒星到恒星的散射($0.04$ dex)在我们的样品中的锂丰度,与平均值约$0.4$ dex低于标准的大爆炸核合成的预测,我们还研究了锂耗尽和恒星质量之间的关系,但它是很难评估的相关性,由于有限的质量范围。我们发现了两颗蓝离散星,基于它们非常耗尽的…
2017-09-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Lithium abundance in a turnoff halo star on an extreme orbit
在我们银河系的老种群中,关闭恒星的锂丰度在金属丰度区间-2.8 \textless{} [Fe/H] \textless{}-2.0内非常稳定,这就定义了一个平台。这些变星的锂丰度明显低于标准大爆炸核合成框架中原始核合成所预测的丰度。人们提出了不同的方案来解释这种差异,以及高原周围锂丰度的分散性非常低。最近发现的极高速恒星WISE J072543.88-235119.7似乎属于旧银河系的人口,似乎是一个极端的晕星在一个绑定,逆行的银河系轨道。在本文中,我们研究的丰度比,特别是锂丰度,在这颗星。分析了WISE J072543.88-235119.7的光谱,测定了Li,C,Na,Mg,Al,Si,Ca,Sc,Ti,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Sr和Ba的丰度,其丰度比为典型的老转折星。这颗恒星中的锂丰度与在距离太阳中等距离的贫金属关闭恒星中发现的锂丰度非常一致。这颗高速恒星证实,在一个极端的情况下,锂平台的非常小的散射持续独立于恒星的动力学和运动学特性。
2015-09-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Metal Abundances of KISS Galaxies. VI. New Metallicity Relations for the KISS Sample of Star-Forming Galaxies
我们提出了更新的恒星形成星系(SFG)的光谱数据库中发现的KPNO国际光谱巡天(KISS)的金属丰度关系。从各种望远镜设施获得的发射线星系(ELG)的新光谱观测提供了氧丰度信息。相对于我们以前的分析,具有强大金属丰度的KISS对象的数量增加了近四倍,这提供了一个经验丰度校准,以计算具有足够光谱数据的样本中所有SFG的自洽金属丰度估计。此外,一个复杂的光谱能量分布(SED)拟合例程提供了强大的恒星质量的计算。有了这些新的和/或改进的星系特征,我们已经为KISS样本中的1,450多个星系建立了光度-金属丰度($L$-$Z$)关系、质量-金属丰度($M_{*}$ - $Z$)关系和所谓的基本金属丰度关系(FMR)。这种KISS $M_{*}$ - $Z$关系是第一次提出的,并证明了比KISS $L$ - $Z$关系明显更低的散射。我们发现,我们的关系同意合理以及与以前的出版物,模适度的偏移,由于在SEL金属丰度校准使用的差异。我们说明了在先前的$L$ - $Z$和$M_{*}$ - $Z$研究中存在的一个重要偏倚,涉及直接方法($T_{e}$)丰度,可能导致这些关系中的系统性较低斜率。我们的KISS FMR显示与文献中发现的一致性,尽管具有更大的分散性。这可能是KISS样本偏向于高活动星系的结果。
2018-01-03 astro-ph.GA
Spatial Variations of Stellar Elemental Abundances in FIRE Simulations of Milky Way-Mass Galaxies: Patterns Today Mostly Reflect Those at Formation
本文利用FIRE-2模拟分析银河系质量星系中恒星金属丰度的径向、垂直和方位角空间变化,发现今天的空间模式主要继承自恒星形成时期,诞生后的恒星再分布仅起次要作用。
2024-02-27 astro-ph.GA
CNN-Derived Elemental Abundances of LAMOST DR10 Giants: Implications for Galactic Substructures
本研究利用CNN从LAMOST DR10低分辨率光谱估计巨星参数和α元素丰度,训练集含62,511颗共同恒星,测试集精度高,并用于分析银河系子结构PG1和PG2的起源。
2025-06-19 astro-ph.GA
The imprint of bursty star formation on alpha-element abundance patterns in Milky Way-like galaxies
在FIRE-2模拟中,银河系质量的星系展示了两种主要的恒星形成模式。在高红移恒星形成发生在一系列短暂而强烈的爆发,而在低红移恒星形成收益在一个稳定的速度与过渡从一个模式到另一个在时间范围从3至7 Gyr前为不同的星系。我们分析了恒星形成的模式如何影响铁和α元素的丰度。我们发现,早期爆发体制在[Fe/H]-[O/Fe]平面上以"侧面人字形"的形式在恒星元素丰度中留下了可测量的图案,并且在给定的恒星年龄下,[O/Fe]中的分散度高于星系处于稳定体制时的分散度。这表明,[O/Fe]随年龄的变化提供了爆发阶段结束的估计。我们调查的可行性,观察到这种效果,通过添加模拟观测误差模拟恒星调查,并发现,爆发和稳定阶段之间的过渡应该是可检测的银河系,虽然较大的观测不确定性,使过渡浅。我们将我们的方法应用于第二个APOKASC目录的银河系观测,并估计银河系中稳定恒星形成的过渡发生在7 - 8 Gyrs前,早于模拟中测量的过渡时间。
2023-01-18 astro-ph.GA
How Many Elements Matter?
一些对恒星多元素丰度分布的研究表明,至少有5-7个有效维度,但其他研究表明,许多元素丰度可以单独从[Fe/H]和[Mg/Fe](或[Fe/H]和年龄)进行高精度预测。我们证明了这两个命题可以是,而且是,同时为真。我们采用了一种机器学习技术,称为归一化流重建银河系盘星的概率分布在空间的15个元素丰度测量的APOGEE。Teff和log g的条件最大限度地减少了差异系统学。在进一步调节[Fe/H]和[Mg/Fe]后,大多数丰度的剩余散射为$σ_{[X/{\rm H}]} \lesssim 0.02$ dex,与APOGEE报告的$\sim$ 0.01-0.015 dex的统计不确定性和0.01-0.02 dex的固有散射一致。尽管小的分散,剩余丰度显示元素之间的明确的相关性,我们发现是太大的测量不确定性或有限的采样噪声来解释。我们必须以至少七个要素为条件,将相关性降低到与观测不确定性一致的水平。我们的研究结果表明,交叉元素的相关性是一个更敏感的探头隐藏的结构比分散,它们可以精确地测量在一个大的样本,即使逐星测量噪声是可比的内在散射。我们的结论是,许多元素有一个独立的故事告诉,即使是“平凡”的磁盘明星和核心坍缩和Ia型超新星产生的元素。学习这些经验的唯一方法是直接测量丰度,而不仅仅是推断它们。
2022-02-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
The GALAH Survey: Dependence of elemental abundances on age and metallicity for stars in the Galactic disc
利用GALAH巡天的数据,我们探讨了银河系盘星中元素丰度对恒星年龄和金属丰度的依赖性。我们发现,大多数元素的丰度可以预测的年龄和[Fe/H]与约0.03 dex的内在散射。讨论了丰度-年龄-金属丰度关系存在的可能原因。使用一个随机的化学富集计划的基础上的超新星遗迹的大小,我们表明,内在的散射预计是小的,约0.05德克斯甚至更小,如果有额外的混合在ISM。元素丰度的趋势与年龄和金属丰度和关系很好地描述了一个简单的模型,其中丰度([X/Fe])对年龄和[Fe/H]的依赖是可加性分离。元素可以根据其丰度梯度在(年龄,[Fe/H])平面上的方向进行分组,不同的组可以粗略地与三个不同的核合成生产场所相关联,爆炸的大质量恒星,爆炸的白矮星和AGB恒星。然而,一些元素的丰度,如Co,La和Li,在给定的年龄和金属丰度下显示出很大的分散性,这表明除了简单的银河系化学演化之外的过程正在发挥作用。我们还比较了主序星的丰度趋势,关闭对巨人,其年龄估计使用的K2任务的星震信息。对于大多数元素来说,主序星的变化趋势与巨星相似。丰度关系的存在意味着我们可以估算盘星的年龄和诞生半径,这对于研究银河系的动力学和化学演化具有重要意义。
2020-11-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical abundance scaling relations for multiple elements in z~2-3 star-forming galaxies
星系中气体和恒星的化学丰度模式是星系恒星形成历史和星系集合体天体物理学的有力探测器,但在遥远的星系中进行有信心的测量具有挑战性。利用Keck重子结构巡天(KBSS)的195个恒星形成星系样本,首次测量了单个z~2-3星系中恒星质量与多种化学富集示踪物(包括O、N和Fe)之间的相关性。星系的化学丰度推断使用光电离模型能够调和高红移星系观察到的极端休息紫外和休息光学光谱特性。我们发现,我们的样本的恒星质量O/H的关系是相对较浅的,有适度大的散射,是偏移~0.35德克斯高于相应的恒星质量Fe/H的关系。这两个关系具有非常相似的斜率,表明在恒星质量的二十年中,α增强的水平很高-O/Fe比太阳O/Fe高约2.2倍。恒星质量与N/H的关系具有最陡的斜率和最大的内禀散射,这可能是由于许多z~2星系在“初级”到“次级”N产生的过渡附近或之后被观测到的结果,并可能反映了N的天体物理起源的不确定性。总之,这些结果表明z~2星系足够老,可以看到中等质量恒星的大量富集,但仍然足够年轻,Ia型超新星还没有时间对它们的富集做出显着贡献。
2021-11-11 astro-ph.GA
Extremely Metal-Poor Stars and a Hierarchical Chemical Evolution Model
利用分层星系形成模型研究了极贫金属(EMP)星的早期化学演化和形成历史。我们根据扩展的Press-Schechter理论建立了银河系的合并树。我们沿着树跟踪化学演化,并将模型结果与银河系晕的金属丰度分布函数和丰度比分布进行比较。我们采用三种不同的初始质量函数(IMF)。在以前的研究中,我们认为典型的EMP星的质量应该是高质量(~ 10 Msun)的基于研究的二元起源的富碳EMP星。在这项研究中,我们表明,只有高质量的IMF可以解释观察到的少数EMP星。对于相对元素丰度,高质量IMF和Salpeter IMF预测类似的分布。我们还研究了超新星(SNe)的核合成产额的依赖性。Kobayashi et al.(2006)和Chieffi & Limonge(2004)显示出与$α$ -元素的观测结果相当一致。我们的模型预测元素丰度在[Fe/H]<-3时显著分散。Francois等人的单区化学演化模型的最佳拟合产率。(2004)很好地再现了EMP星典型丰度的趋势,但我们的模型与它们的产量预测更大的丰度的分散比观测。与超新星的模型预测锌丰度与观测一致,但其他模型预测较低的[锌/铁]。高爆炸能量的超新星喷出物以大质量混合,减少了元素丰度的分散。
2011-05-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
CO2 infrared emission as a diagnostic of planet-forming regions of disks
来自原行星盘内部区域有机分子的红外振转发射线是行星形成区域的物理和化学结构以及塑造它们的过程的独特探针。在一个全圆盘模型中研究了二氧化碳(CO2)的非LTE激发效应,以评估:(i)不同CO2振转谱带的发射区域是什么;(ii)如何使用未来JWST数据使用CO2振转谱线最好地追踪CO2丰度;(iii)激发和丰度告诉我们关于内部圆盘物理和化学的信息。二氧化碳是冰的主要成分,它的丰富程度可能会测试模型与迁移冰卵石跨越冰盖。建立了一个完整的非LTE CO2激励模型。该模型的特性进行了测试,使用非LTE平板模型。随后的CO2线的形成已被建模使用的二维磁盘模型代表的T-Tauri磁盘。在光谱的15 $μ$ m和4.5 $μ$ m区域中发射的CO2气体不在LTE中,并且在由红外辐射泵浦的盘的上层中产生。v $_2$ 15 $μ$ m的功能是占主导地位的光学厚发射的大多数模型,适合的意见,并与源光度线性增加。与其他分子相比,它的窄源于低旋转激发温度(~250 K)和CO2固有的窄特征的组合。从观测到的磁盘推断的CO2丰度比星际冰(~10 $^5$)低两个数量级以上,类似于早期的LTE磁盘估计。谱线与连续谱线的比率很低,只有几个百分点,因此需要高信噪比(S/N > 300)的观测来进行单独的谱线检测。讨论了JWST-MIRI和JWST-NIRSpec精确反演丰度的前景。
2017-01-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Two sequences in the age-metallicity relation as seen from [C/N] abundances in APOGEE
年龄-金属丰度关系是研究盘体形成和演化的基础。观测表明,这种关系具有很大的离散性,不能仅用观测误差来解释。因此,这种分散归因于径向迁移的影响,在径向迁移中,追踪盘中不同化学演化历史的恒星混合在一起。然而,Nissen等人2020年的最新研究利用太阳型恒星的高精度观测数据,发现了两个相对紧密的年龄-金属丰度关系。一个序列的老和金属丰富的恒星可能跟踪化学富集历史的内盘,而其他序列的年轻和金属贫乏的恒星的化学富集历史的外盘。如果年龄测量的不确定性增加,这些序列混合解释了在其他研究中观察到的一种关系的分散。这项工作是在这些结果的基础上进行的,通过分析APOGEE观测到的一个独立的红团巨星样本。由于红巨星的年龄明显更不确定,[C/N]比被认为是年龄的代表。这个更大的数据集被用来研究这些关系在不同的银河半径,发现这些不同的序列只存在于太阳附近。APOGEE数据集进一步用于探索不同的丰度和运动学平面,以揭示这些种群的性质。
2021-06-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Beryllium abundances and star formation in the halo and in the thick disk
铍是宇宙射线散射的纯产物。这意味着铍丰度在时间上的演变相对简单,并建议将其用作类时观测。我们研究了Be在早期银河系的演化及其对运动学和轨道参数的依赖性。我们调查的形成的晕和厚盘的星系和使用Be作为一个cosmochronometer。铍丰度测定高分辨率,高信号噪声UVES光谱与光谱合成的最大样本的晕和厚盘星分析到目前为止。我们用各种图表来表示我们的观测结果。1)在日志(Be/H)与[Fe/H]图中,我们发现一个边缘的统计检测一个真正的散射,高于预期的测量误差,与晕星之间的散射较大。散射的检测进一步支持的存在对具有相同的大气参数和不同的Be丰度的恒星。2)在log(Be/H)vs [alpha/Fe]图中,晕星分为两个部分;一个与演化模型的预测一致,而另一个具有太高的α和Be丰度,并且在化学上与厚盘星无法区分。这表明,晕不是一个单一的均匀的人口,一个明确的年龄-金属丰度关系可以定义。3)在Rmin与[alpha/Fe]和log(Be/H)的关系图中,厚盘星的[alpha/Fe]可能随Rmin而减小,而Be与Rmin没有相关性。这种关系表明,恒星形成率在厚盘的外部区域较低,指向一个由内而外的形成。Be缺乏相关性表明它对恒星形成的局部条件不敏感。
2009-03-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Potassium abundances in extremely metal poor stars: Implications for nucleosynthesis in the final stages of massive star evolution
本文通过分析极贫金属星的钾丰度,发现[K/Fe]和[K/Ca]弥散很小且与[Na/Mg]变化无关,表明钾可作为示踪大质量恒星末期演化及超新星核合成机制的灵敏探针。
2025-08-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Galaxy disc scaling relations: A tight linear galaxy -- halo connection challenges abundance matching
在$Λ$ CDM宇宙学中,一阶星系是由暗物质晕维里半径内的重子冷却而形成的。盘状星系的重子和恒星成分中所保留的质量和角动量的分数,对我们理解星系形成有很大的限制。在这项工作中,我们推导出保留在螺旋,$f_j$,全球恒星形成效率$f_M$,和渐近圆速度($V_{\rm flat}$)的比维里速度$f_V$,和它们的散射,通过同时拟合观测到的恒星质量速度(塔利-费舍尔),大小质量,和质量角动量(瀑布)的关系恒星的组成部分。我们比较了三种模型的拟合优度:(i)$f_j$、$f_M$和$f_V$的对数随可观察到的$V_{\rm flat}$的对数线性变化;(ii)这些值随双幂律变化;(iii)这些值也随双幂律变化,但对$f_M$施加了先验,使其符合广泛使用的丰度匹配模型的预期。我们的结论是,这些馏分中的分散是特别小的($\sim 0.07$ dex),线性模型是迄今为止统计上优选的丰度匹配先验。这表明星系形成的基本参数是质量的小散射单斜率单调函数,而不是复杂的非单调函数。这也证实了最大质量的螺旋星系应该将几乎所有与它们的晕相关的重子都变成了恒星。我们称之为失败反馈问题。
2019-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
CHEERS: The chemical evolution RGS sample
超新星的化学产额和热的星团内介质(ICM)的金属富集还没有得到很好的理解。本文介绍了用XMM-牛顿观测到的44个明亮的局域巨椭圆星系、星系群和星系团的化学富集RGS样品(CHEERS)。利用反射光栅光谱仪(RGS)对大气中O和Fe的丰度进行了测量。深度曝光和样品的大小使我们能够量化的内在散射和系统的不确定性,在丰度使用光谱建模技术。我们报告的氧和铁的丰度与RGS在样品中的所有对象的核心区域测量。我们没有发现一个显着的趋势,O/Fe作为集群温度的函数,但我们确实发现了一个内在的分散在O和Fe丰度从集群集群。O/Fe比值的系统不确定性水平估计约为20- 30%,而O和Fe绝对丰度的系统不确定性在极端情况下可高达50%。我们能够识别和纠正系统的偏差,在氧丰度测定,这是由于光谱模型的不准确性。O/Fe对温度的依赖性的缺乏表明,ICM的富集不依赖于集群的质量,大部分的富集可能发生在ICM形成之前。我们发现,所观察到的分散在O/Fe比是由于组合的内在散射源和系统的光谱拟合的不确定性,我们无法解开。内在散射的天体物理学来源可能是由于活动星系核活动的差异和BCG中正在进行的恒星形成。系统散射是由于空间谱线展宽、吸收柱、多温度结构和热等离子体模型的不确定性造成的。(略)。
2017-07-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Faber-Jackson relation and Fundamental Plane from halo abundance matching
基本平面(FP)描述了椭圆星系的恒星质量、大小和速度色散之间的关系;费伯-杰克逊关系(FJR)是它在{质量、速度}空间的投影。在这项工作中,我们重新部署和扩展了Desmond & Wechsler(2015)的框架,以询问是否基于丰度匹配的LCDM模型在匹配星系的空间分布方面取得了成功,也能够解释FJR和FP的关键特性,包括它们的散射。在我们的框架内,与FJR正常化的协议要求晕扩大,以应对光盘的形成。我们发现,倾斜的FP可以解释由所观察到的星系结构的非同源性和丰度匹配与通用的初始质量函数(IMF)产生的质光比的变化相结合,只要考虑到恒星运动的各向异性。然而,由于在固定的恒星质量的晕属性的变化,位于宇宙学动机的晕星系的FP周围的预测散射大大增加,似乎超过了数据。这意味着星系和晕变量之间的额外相关性可能需要完全调和这些模型与椭圆星系的比例关系。
2016-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Oxygen Abundances in Nearby FGK Stars and the Galactic Chemical Evolution of the Local Disk and Halo
大气参数和氧丰度的825附近的FGK星的777 nm的O I三线的高质量的光谱和非LTE分析得出。我们分配的恒星薄盘(P1),厚盘(P2)和晕(P3)成员的运动学概率。我们证实了先前的发现,相对于[Fe/H]<-0.2的薄盘(P1>0.5)恒星,厚盘(P2>0.5)中的[O/Fe]增强,以及连接厚盘恒星与薄盘成员的平均[O/Fe]-[Fe/H]趋势的“膝盖”,[Fe/H]>-0.2。然而,我们发现,运动学成员标准未能在分离完美的恒星在[O/Fe]-[Fe/H]平面,即使是一个非常严格的运动学分离。具有“中间”运动学的恒星(P1<0.7,P2<0.7)并不都位于[O/Fe]-[Fe/H]平面的中间区域,但它们的分布不一定是双峰的。晕星(P3>0.5)在[O/Fe]-[Fe/H]中表现出很大的星-星散射,但大部分是由于银心自转速度V<-200 km/s的恒星造成的; V>-200 km/s的晕星遵循[O/Fe]-[Fe/H]关系,几乎没有星-星散射。早期与卫星星系的合并解释了我们的大部分观测结果,但有相当一部分盘星的运动学和丰度“模糊不清”,这表明分子云的散射和径向迁移在确定太阳附近恒星的运动学和化学性质方面都发挥了重要作用。
2013-01-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
News from the Galactic suburbia: the chemical composition of the remote globular cluster NGC 2419
利用DEIMOS@Keck多天体摄谱仪对NGC 2419球状星团的49颗巨星进行了化学分析。以前的分析表明,这个集群的红外线强度的钙II三重态的大分散,这表明其Fe或Ca含量的内在星到星散射。从我们的分析,我们评估,所有的研究恒星共享相同的[Fe/H],[Ca/Fe]和[Ti/Fe]丰度比,而在Mg和K丰度的大范围内检测。[Mg/Fe]的分布是双峰型的,约40%的观测目标具有太阳下的[Mg/Fe],低至[Mg/Fe] ~ -1 dex,这是以前在球状星团中从未观察到的Mg缺乏水平。据发现,镁丰度的大分散可能是观察到的Ca II三线态强度的分散的主要来源(可以被错误地解释为铁或钙丰度的分散),因为镁在巨恒星的大气中起着相关的作用,作为一个电子供体。一个强大的镁丰度耗尽导致增加的线强度的钙II三重态,由于在电子压力的变化,在一个恒定的Fe和Ca丰度。最后,我们发现镁和钾丰度之间的反相关性,不容易解释的框架内,目前的核合成模型。
2012-08-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Elemental abundances of 44 very metal-poor stars determined from Subaru/IRD near-infrared spectra
本文利用Subaru/IRD高分辨率近红外光谱和LTE分析,测定44颗银晕极贫金属星的Na、Mg、Al、Si、Sr丰度,约束低金属度恒星与超新星产额,并揭示Sr的NLTE谱线差异。
2025-03-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
High-resolution spectroscopy of extremely metal-poor stars from SDSS/SEGUE. III. Unevolved Stars with $[\mathrm{Fe/H}]\lesssim -3.5$
我们给出了8颗具有$T_{\rm eff}>5500\,\mathrm{K}$的未演化极贫金属星的元素丰度,其中7颗具有$[\mathrm{Fe/H}]<-3.5$。样本选自斯隆数字巡天/斯隆银河系理解和探索扩展(SDSS/SEGUE),以及我们之前使用斯巴鲁望远镜(Aoki等人)进行的高分辨率光谱跟踪。比较了几种恒星参数的推导方法,发现在大多数情况下推导出的参数没有明显的偏差。根据相对于标准极贫金属恒星G 64-12的丰度分析,具有$[\mathrm{Fe/H}]<-3.5$的恒星的平均锂丰度为$A(\mathrm{Li}) =1.90$,标准偏差为$σ=0.10$ dex。这一结果证实了较低的锂丰度被发现在较低的金属丰度,如先前的研究所建议的,并表明恒星到恒星的散射是小的。小观察到的分散可能是一个强有力的限制锂耗尽机制提出解释低锂丰度在较低的金属丰度。我们对其他元素的分析得到了以下结果:i)Na、Mg、Cr、Ti、Sr和Ba在$[\mathrm{X/Fe}]$中存在统计学显著的分散,$[\mathrm{Na/Fe}]$中存在明显的双峰,$\sim 0.8\, \mathrm{dex}$分离,ii)金属丰度分布没有急剧下降,iii)在$[\mathrm{Fe/H}]\simeq -3.6$和可能在$[\mathrm{Fe/H}]\simeq-4.0$存在CEMP-$s$星,这可能…
2017-06-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
The origin of dispersion in DLA metallicities
最近的阻尼Ly-alpha吸收体(DLAs)的化学丰度测量揭示了其金属度的内在分散性,约为0.5 dex到z~5。为了探索这种散射的起源,我们建立了一个半解析模型,该模型可以追踪宇宙中具有不同平均密度的小区域中星际物质的化学演化,从过密区域到欠密区域。我们发现,在这些地区,即晕丰度,质量和恒星含量的结构形成的不同的历史,反映在原星系的化学性质,特别是DLAs。我们计算平均金属性红移的关系,并表明,金属性分散所产生的这种环境效应的金额为~0.25德克斯,是一个重要的贡献者所观察到的整体内在的散射。
2015-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Tully-Fisher and mass-size relations from halo abundance matching
塔利-费舍尔关系(TFR)表达了旋转星系与它们所处的暗物质晕之间的联系,因此包含了大量关于星系形成的信息。我们构建了一个总体框架,以调查是否基于晕丰度匹配模型能够重现观测到的恒星质量TFR和质量大小关系(MSR),并使用数据来约束星系形成参数。我们的模型测试了一系列合理的情况下,不同的晕盘形成的反应,重子和暗物质的相对角动量,选择效应的影响,和丰度匹配参数。我们发现,与观察到的TFR协议提出了一个上限的星系和晕属性之间的散射,需要弱或反向晕收缩,并有利于选择效应,优先消除快速旋转的星系。MSR将盘与晕的比角动量的比率约束为大约在0.6-1.2的范围内。我们确定和量化两个问题,这种性质的模型面临的。(1)他们预测MSR的内在分散度太大,(2)他们预测TFR和MSR残差之间的相关性太强。我们认为,解决这些问题需要引入恒星表面密度和封闭的暗物质质量之间的相关性。最后,我们探讨了预期的中央和卫星星系的TFR之间的差异,发现在青睐的模型中,这种差异应该是在一个样本中检测到的~700星系。
2015-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Galactic Chemical Evolution of Chlorine
我们测量了52颗M巨星的$^{35}$ Cl丰度,金属丰度在-0.5 $<$ [Fe/H] $<$ 0.12之间。丰度和大气参数是使用CSHELL在IRTF上的红外光谱和光学阶梯光栅光谱得出的。我们通过在3.6985 $μ$ m处拟合H $^{35}$ Cl分子特征与合成光谱来测量Cl丰度。我们还测量了O,Ca,Ti和Fe的丰度使用原子吸收线。我们发现,[Cl/Fe]比为我们的恒星同意与化学演化模型的Cl和[Cl/Ca]比是广泛一致的太阳比在我们的金属丰度范围。两者都表明Cl主要是在核心坍缩超新星中产生的,Ia型超新星也有一些贡献。我们建议其他潜在的核合成过程,如$ν$ -过程,是不是显着的生产商的Cl。最后,我们还发现我们的Cl丰度是一致的H II和行星状星云的丰度在一个给定的氧丰度,虽然有分散的数据。
2021-01-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
The impact of natal kicks on galactic r-process enrichment by neutron star mergers
我们研究银河系的快速中子捕获(r-过程)元素的宇宙学,磁流体动力学模拟银河系质量的星系富集。我们包括各种各样的富集模型,无论是中子星合并或一种罕见的核心崩溃超新星类作为唯一的r-过程的来源。在宇宙学模拟中,我们第一次实现了中子星的出生踢的飞行,以研究他们的影响。有了反冲,中子星合并更有可能发生在星系盘之外,但双星在合并之前的旅行距离也取决于反冲速度分布和中子星合并延迟时间分布的形状。在我们的基准模型中,中位r-过程丰度比略低,当包括踢时,金属丰度的趋势略陡。在一个“优化”的模型中,为了更好地匹配观测结果,早期中子星合并的速率更高,r过程丰度的中位数相当不受反冲的影响。在这两个模型中,r-过程丰度的分散与出生踢大得多,特别是在低金属丰度,从而产生更多的r-过程增强型恒星。我们实验了一系列的反冲速度,发现随着速度的降低,散射减少,但仍然大于没有natal踢。我们讨论的可能性,所观察到的分散在r-过程的丰度主要是由出生踢消除r-过程的来源远离其出生地,使富集更不均匀,而不是通常的解释,分散是由其生产源的稀有性。
2022-03-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Chemical Abundance Analysis of Moving Group W11450 (Latham 1)
我们目前的元素丰度的所有七颗恒星在移动群W11450(莱瑟姆1),以确定它们是否可能是化学相关的。这些恒星似乎在空间和运动学上都是相关的,但文献中没有光谱丰度分析。八种元素的丰度是通过对麦克唐纳天文台的奥托·斯特鲁维2.1米望远镜和桑迪福德中阶梯摄谱仪获得的高分辨率(R $\sim$ 60,000)、高信噪比($\langle$ SNR $\rangle\sim$ 100)光谱进行等效宽度分析得出的。恒星间的金属丰度差异很大,为-0.55 $\leq$ [Fe/H] $\leq$ 0.06 dex($σ$ = 0.25),这意味着这些恒星不是由相同的化学均匀分子云产生的,因此不是先前提出的残余或疏散星团的一部分。在此之前,有人认为这两颗恒星W11449和W11450可能是宽联星。候选的宽双星显示出类似的化学丰度模式,不仅含有铁,还含有本研究中分析的其他元素,这表明这两颗恒星之间的联系可能是真实的。
2016-09-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Non-LTE abundances of Mg and K in extremely metal-poor stars and the evolution of [O/Mg], [Na/Mg], [Al/Mg] and [K/Mg] in the Milky Way
极贫金属(EMP)星轻元素的LTE丰度以前已经从高质量的光谱中推导出来。没有NLTE效应的新推导,将更好地约束银河系化学演化模型和第一颗超新星的产额。用修改过的MULTI程序计算了53颗极贫金属星的镁和钾谱线的NLTE剖面,并根据观测到的谱线进行了调整,以得出这些元素的丰度。镁和钾的NLTE校正与文献中发现的结果非常一致。丰度略有变化,达到了更好的精度:丰度比平均值周围的离散度有所下降。镁可放心用作参比元素。与先前确定的钠和铝的NLTE丰度一起,显示了新的比率,以供比较,沿着银河系化学演化的一些模型提出的理论趋势,使用不同的超新星模型。
2010-01-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Turbulent mixing of r-process elements in the Milky Way
我们研究湍流气体扩散对银河系恒星$r$过程丰度的影响,通过分析方法和蒙特卡罗模拟相结合。更高的$r$过程事件率和更快的扩散,导致更有效的混合,相应的$r$过程丰度的分散减少,并导致$r$过程富集的恒星开始出现在较低的金属丰度。我们使用三个独立的观测值来约束模型参数:(i)放射性稳定的$r$ -过程元素丰度的分散,(ii)在任何太阳邻近恒星中观测到的最大$r$过程富集值;(iii)不同放射性$r$过程元素的同位素丰度比($^{244}$ Pu/ $^{238}$ U和$^{247}$ Cm/ $^{238}$ U)在早期太阳系的形成。我们的研究结果表明,银河系的$r$ -过程速率和扩散系数分别为$r<4\times 10^{-5}\mbox{ yr}^{-1}, D>0.1 \mbox{ kpc}^2\mbox{Gyr}^{-1}$(对于类星体或类似的多产$r$ -过程源为$r<4\times 10^{-6}\mbox{ yr}^{-1}, D>0.5 \mbox{ kpc}^2\mbox{Gyr}^{-1}$),其允许值满足近似的反相关,使得$D\approx r^{-2/3}$,这意味着在银河系同一位置富集的两个$r$ -过程事件之间的时间为$τ_{\rm mix}\approx 100-200\mbox{ Myr}$ .这表明观测到的$^{247}$ Cm($^{244}$ P…
2020-06-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
The challenge of simultaneously matching the observed diversity of chemical abundance patterns in cosmological hydrodynamical simulations
随着大型光谱测量的出现,银河系(MW)中高质量的化学动力学数据的数量大大增加。准确和正确地捕捉和解释高质量观测数据中的详细特征对于最先进的数值模式来说是非常困难的。为了跟上观测数据集的数量和质量,需要将改进的银河系化学演化处方纳入模拟。在这里,我们提出了一个新的,灵活的,时间分辨的化学富集模型的宇宙学模拟。我们的模型可以很容易地改变一些恒星物理参数,如初始质量函数(IMF)的形状,恒星寿命,化学产率或SN Ia延迟时间。我们将我们的模型实现到Gasoline 2代码中,并进行了一系列宇宙学模拟,改变了许多关键参数,最重要的是评估文献中大质量恒星的不同恒星产额集。我们发现,总金属丰度,总铁丰度和气相氧丰度是强大的预测,从不同的产额集,并与观测关系。另一方面,个别元素的丰度,特别是$α$ -元素显示出显着差异,在不同的产量集,我们的模型不能同时匹配的限制,矮人和MW质量尺度。这提供了一种独特的方法来观测约束模型参数。对于MW质量星系,我们发现大多数产量表测试在这项工作中的双峰性的$[α$ /Fe]与[Fe/H]平面的相当低的内在散射可能在张力与观察到的丰度散射。
2021-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR