不同星族恒星的Sc和Mn元素丰度分析

发布时间：2018-11-09 13:21

【摘要】：恒星元素丰度是从观测上追踪银河系结构和化学演化的很好探针。随着天文观测技术和仪器的改进和提高，近年来人们积累了大量的恒星光谱数据，分析得到了恒星中许多元素的丰度，为我们研究不同类型恒星的化学演化提供了支持。本文我们以F和G型矮星作为研究对象，分析这些恒星中Sc和Mn这两种元素的丰度趋势。 为了得到更具普遍性的观测结果，我们采用大样本恒星的统计分析，所选择的样本有2个来源：第一个来源是选择了从2000年以来一直到2011年的11个大样本恒星的观测结果，第二个来源是使用中国科学院国家天文台兴隆观测站的2.16米望远镜，观测得到的15颗F和G型矮星的元素丰度。总共获得了798颗恒星的元素丰度，包括367颗薄盘星，303颗厚盘星和128颗晕星。 论文首先介绍了银河系的旋臂结构、成分结构，综述了对恒星Sc和Mn元素丰度的观测研究和分析结果；第二部分是星族的分类，用纯运动学来划分薄盘星、厚盘星和晕星；第三部分是我们的光谱观测和丰度分析结果，观测并分析了15颗贫金属矮星的元素丰度；第四部分多样本统计分析，包括样本的选取和完备性分析；最后一部分详细讨论了不同星族恒星的Sc和Mn元素的丰度演化趋势。 通过大样本恒星的统计分析，得到了以下重要结果： （1）Sc元素丰度的演化趋势：贫金属星中[Sc/Fe]总体上是相对超丰，而且随[Fe/H]的增加呈下降趋势，但在整个金属丰度范围内[Sc/Fe]并不是单一斜率下降，[Sc/Fe]随金属丰度[Fe/H]的演化趋势在薄盘星、厚盘星和晕星中是不完全相同的。在薄盘恒星（[Fe/H]-0.8）中[Sc/Fe]随[Fe/H]的增加呈线性下降趋势，这一特性和元素很相似，因此Sc有时被称为“类元素”；在厚盘恒星中当[Fe/H]-0.5时[Sc/Fe]随[Fe/H]的增加是线性上升的，但当[Fe/H]达到-0.5后继续增加[Sc/Fe]转而变为线性下降的趋势；在晕族恒星中，[Sc/Fe]的弥散变得较大，且[Sc/Fe]几乎与[Fe/H]的变化无关。 （2）Mn元素丰度的演化趋势：[Mn/Fe]在贫金属星中总体上是相对欠丰，且[Mn/Fe]随[Fe/H]的增加呈上升趋势，但当[Fe/H]-1.0时，这种上升趋势非常微弱几乎保持在[Mn/Fe]=-0.5附近，而当[Fe/H]-1.0时，[Mn/Fe]随[Fe/H]的上升趋势明显加快且呈线性上升趋势。[Mn/Fe]的这种演化趋势正好与元素的镜像分布相似，尤其与O元素的镜像分布相似。 （3）从整个样本星的金属丰度[Fe/H]分布趋势图中可以看出：薄盘星的金属丰度分布在-1.09[Fe/H]0.37；厚盘星分布在-2.66[Fe/H]0.0，几乎在全部样本星的金属丰度范围内都有厚盘星的存在；晕星的[Fe/H]-0.55。因此可以看出厚盘星与薄盘星、晕星与薄盘星以及厚盘星和晕星的金属丰度范围都有重合部分，无法按照金属丰度来严格区分这三个不同的星族。 （4）从整个样本星的轨道半径趋势图中可以看出：薄盘星的Rm主要分布范围为6.44kpcR_m10.50kpc；厚盘星的Rm主要分布范围为4.62kpcR_m10.81kpc；晕星的Rm主要分布范围为4.31kpcR_m11.80kpc，分布比较分散，非正态分布。因此可以看出薄盘星与厚盘星、薄盘星与晕星以及厚盘星与晕星的轨道半径都有重合部分，无法按照平均轨道半径来区分这三个星族。 （5）从整个样本星的最大法向距分布趋势图中可以看出：薄盘星的主要分布范围是Z_(max)1kpc；厚盘星的主要分布范围是0.02kpcZ_(max)3.67kpc；晕星的主要分布范围是Z_(max)1kpc。因此可以看出薄盘星与厚盘星、薄盘星与晕星以及厚盘星与晕星的法向距分布也有重合部分，无法按照法向距分布来划分这三个星族。 （6）从Sc和Mn元素丰度同空间速度的关系图中可以看出,用ULSR和WLSR来区分薄盘星、厚盘星和晕星，效果不是很明显；但区分这三个不同星族最明显的是用VLSR来划分，我们可以看到虽然薄盘星和厚盘星区别不是很明显，但晕星和薄、厚盘星可以明显区分(除了个别晕星)。 （7）在整个银盘径向上，薄盘星、厚盘星和晕星的[Sc/Fe]丰度都随着R_m的增加，有一个轻微的下降趋势；薄盘星的[Mn/Fe]随着Rm的增加呈现下降趋势，而厚盘星和晕星的[Mn/Fe]随着R_m的增加却呈现上升趋势。 （8）在整个银盘的法向丰度上，，总样本星的[Sc/Fe]随着Z_(max)的增加有一个上升的趋势；而[Mn/Fe]随着Zmax的增加没有明显的演化趋势。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P152

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本文编号：2320527