恒星中子俘获元素丰度的定量分解研究

发布时间：2017-12-22 20:22

  本文关键词：恒星中子俘获元素丰度的定量分解研究　出处：《河北师范大学》2013年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： r 过程 s-过程 贫金属星 矮星系

【摘要】：恒星的元素丰度为我们理解恒星与星系的形成及演化提供了非常重要的信息，所以探索恒星元素丰度的起源是核天体物理学的重要内容。元素的天体物理来源多种多样，过程也极其复杂，因此恒星的观测丰度通常不能用单一的核合成过程来解释。在这种情况下，我们用分量模型对恒星的元素丰度进行了分解，并对结果进行了分析和讨论。 贫金属星的元素丰度，尤其是中子俘获元素的丰度，为我们研究星系形成早期的天体演化提供了重要线索。本文利用两颗主要r-过程星CS22892-052、CS31082-001和两颗弱r-过程星HD122563、HD88609的观测丰度，得到了主要r-过程和弱r-过程分量的丰度分布。贫金属星的观测丰度表明轻元素和铁族元素的增丰与弱r-过程元素增丰相关联，我们将弱r-过程分量的丰度分布推广到了轻元素和铁族元素。利用主要r-过程分量和弱r-过程分量，我们对30颗贫金属星的观测丰度进行了分解。通过对分量系数的分析，发现其中的两颗星是弱r-过程星。由于星系形成早期的大质量星的贡献（P分量）没有考虑在内，[Sr/Fe]的观测值很低的“低Sr星”BD-185550的观测丰度不能用这两个分量拟合，其轻元素和铁族元素的观测丰度明显大于计算结果，这说明该星的P分量贡献不可忽略。用BD-185550的观测丰度减去计算值，我们得到了P分量的丰度分布。用主要r-过程分量、弱r-过程分量和P分量重新拟合30颗星的丰度之后，发现P分量的贡献随[Fe/H]的增加迅速减小。 对贫金属星流恒星的研究表明其弱r-过程分量系数近似为常数，这意味着尽管弱r-过程元素与Fe元素产生于不同的过程，但是在整个星流污染的历史中弱r-过程元素随着Fe的增加而增加，且以近似固定的产量比例由II型超新星产生。我们发现星流恒星中有一颗弱r-过程星，HD237846，，其金属丰度（[Fe/H]=-3.29）比已知的弱r-过程星HD88609的金属丰度（[Fe/H]=-3.07）还要低，这说明弱r-过程产生的丰度分布在较宽的金属丰度范围内比较稳定。在[Fe/H]＞-2.2时，C_(r,m)与C_(r,m)接近，意味着主要r-过程和弱r-过程分量比例在[Fe/H]～-2.2时达到太阳系的值。CS29513-032是星流恒星中的一颗s-rich星，它的s-过程丰度来自低质量AGB星的污染，其r-过程分量系数与同金属度下的星流恒星的r-过程分量系数接近，暗示CS29513-032与其它星流恒星有着共同的天体物理起源。 根据CS22892-052、CS31082-001和HD122563、HD88609观测丰度的比较结果，我们估算了弱r-过程和主要r-过程前身星的质量范围和产量。计算结果显示，弱r-过程产生于前身星质量大约为11-26M⊙的超新星爆发阶段，其中前身星质量在15M⊙＜M＜26M⊙范围内的超新星的贡献大于80%。 球状星团M22中恒星的丰度可以分解为主要r-过程、弱r-过程和主要s-过程分量的贡献，且它们的主要r-过程分量系数和弱r-过程分量系数都接近常数，其s-过程元素丰度来自低质量的AGB星的污染。尽管金属丰度比较低，M22恒星的s-过程丰度分布已经达到了太阳系的主要s-过程丰度分布。s-过程分量系数与r-过程分量系数随金属度的变化趋势明显不同。s-过程分量系数随[Fe/H]增长的趋势意味着s-过程对M22丰度的贡献是逐渐增加的。这一现象可能是星团内部演化的结果，并且可以用低质量AGB星具有较长寿命来解释。 我们利用五分量模型对银河系较高金属丰度恒星的丰度进行分解，给出了各分量贡献随金属丰度的变化趋势。利用该方法，我们对天炉座矮星系的恒星丰度进行了研究，并与具有相似金属丰度的银河系恒星的丰度进行比较，得到了矮星系演化的初始质量函数“bottom-heavy”的重要证据。
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P141

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 周贵德;贫金属星重元素丰度的计算模型[J];沧州师范专科学校学报;2001年02期

2 周贵德;马文娟;;一种AGB星外包层元素丰度的计算方法[J];沧州师范专科学校学报;2006年02期

3 杨远贵;尹新国;刘建军;;《天文学基础》的课程体系建设与教学实践探索[J];淮北煤炭师范学院学报(自然科学版);2009年01期

4 赵定烽,陈子栋;Non-LTE恒星大气模型完全线性化原理[J];甘肃科学学报;2000年02期

5 赵定烽;运动大气方法(Ⅰ):跟随运动坐标系谱线分析[J];甘肃科学学报;2001年01期

6 赵定烽;运动大气方法(Ⅱ):推广的Sobolev方法[J];甘肃科学学报;2001年02期

7 张健楠;赵永恒;刘蓉;;基于非参数回归与最近邻方法的恒星光谱自动分类[J];光谱学与光谱分析;2009年12期

8 刘清华;;s-过程和r-过程核素双超丰恒星的形成[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2011年03期

9 陈培杰;汪志云;;静电压作用下的恒星结构和演化模型研究[J];广西民族大学学报(自然科学版);2008年03期

10 宋汉峰;王靖洲;吴永刚;李云;;非同步转动双星系统洛希势函数的研究[J];大学物理;2012年10期

相关会议论文 前1条

1 张邦固;郝建宇;;引力子与黑洞[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展——2000（8）卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第8届学术研讨会论文集[C];2000年

相关博士学位论文 前7条

1 郭广海;弯曲时空中的标量场[D];大连理工大学;2005年

2 向福元;密近双星磁流体活动的实测与理论分析[D];湘潭大学;2006年

3 杨伍明;小质量转动恒星的结构演化和星震学诊断[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2007年

4 许华];恒星湍对流过程研究以及在盾牌座δ型变星中的验证[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2007年

5 唐延柯;类太阳振动恒星模型及星震学研究[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2008年

6 刘昱;三体轨道数值模拟及理想天体重力收敛范围研究[D];中国地质大学（北京）;2010年

7 张江;贫金属星中的元素丰度及核合成[D];河北师范大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴慧涛;恒星中子俘获元素丰度分布研究[D];河北师范大学;2011年

2 谭芳芳;星系风和物质外流对星系化学演化的影响[D];上海师范大学;2011年

3 韦鹏;LAMOST一维光谱自动处理[D];山东大学;2011年

4 杨建辉;Ⅱ型超新星爆发的研究[D];广西师范大学;2011年

5 黎小慧;超核密度压缩参数对Ⅱ型超新星爆发的影响[D];广西师范大学;2011年

6 洪雅芳;TP-AGB星超星风物理机制[D];浙江师范大学;2011年

7 许华（山金）;中等质量星演化中的蓝拐和CNO双循环[D];中国科学院云南天文台;2001年

8 郭建恒;长周期变星的演化及振动[D];中国科学院云南天文台;2001年

9 陈雪飞;中小质量密近双星的演化及其初始—终止质量关系[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2002年

10 宋汉峰;元素丰度和星系化学演化[D];河北师范大学;2003年

本文编号：1320894