贫金属星快中子俘获元素丰度分布研究

发布时间：2019-09-29 03:20

【摘要】： 贫金属星被称作银河系化学演化历史的"化石",研究其中子俘获核合成元素丰度,对检验核合成理论和探索星系形成早期化学演化具有十分重要的意义。近年来,AGB星s-过程和r-过程核合成理论的研究已经取得了多方面的进展,相对而言贫金属星r-过程核合成场所及相关物理条件仍然是当前核天体物理学研究领域的重要前沿课题。理论上关于r-过程核合成场所的研究刚刚起步,贫金属星不同核合成过程对中子俘获元素丰度的贡献比例仍不清楚。 本文的研究分为两部分,第一部分是对r-过程超丰贫金属星重中子俘获元素丰度分布的参数化研究,旨在建立一种r-过程超丰贫金属星重中子俘获元素丰度的计算模型,从理论的角度预言中子俘获元素丰度,探索元素丰度分布的特征和规律,进一步讨论r-过程核合成可能的分量过程及场所。 以重元素核合成和星系化学演化理论为基础,以r-过程重中子俘获元素丰度形成于两种核合成过程的共同贡献为指导思想,本文提出了弱r-过程和主要r-过程分量模型。依据极贫金属典型星中子俘获元素丰度分布能够体现相应核合成过程的特征,分别把HD 122563和CS 22892-001作为弱r-过程和主要r-过程的典型星、Eu作为纯主要r-过程产生的典型元素、样品星的观测丰度和观测误差作为约束,给出丰度计算的参数模型,通过计算得到78颗r-过程超丰贫金属星样品的分量系数,预言了部分中子俘获元素的丰度。 计算结果表明,(1) r过程超丰贫金属星重中子俘获元素的丰度来自于主要r-过程和弱r-过程的共同贡献。(2)弱r-过程星的重中子俘获元素丰度应该考虑三个过程分量:主要r-过程、弱r-过程、弱s-过程分量的共同贡献。 第二部分是研究不同金属丰度下,贫金属星重中子俘获元素丰度分布与太阳系的元素丰度做比较,以太阳系的元素丰度分布为标准,将元素丰度核合成分为弱s-过程、主要s-过程、和r-过程等过程分量,建立参数化模型,本文选取Sr、Ba、Eu分别作为贫金属星弱s-过程、主要s-过程、r-过程等不同核合成的典型元素,并按这三种核合成过程分开太阳系的重元素丰度,在样品星的观测约束下,研究不同金属丰度区间的贫金属星的重元素丰度分布,以及不同核合成过程对重元素丰度的贡献。 金属丰度越高的贫金属星(-1[Fe/H]0),三种中子俘获过程对中子俘获元素丰度的贡献比例与太阳系的越接近;金属丰度较低的贫金属星([Fe/H]-1),其重中子俘获元素主要来自于r-过程。结果表明,金属丰度越高,s-week、s-main过程对较轻的中子俘获元素丰度的贡献就越大,较重的中子俘获元素主要是由r、s-main过程产生;金属丰度较低的极贫金属星中子俘获元素丰度主要是由r过程产生,星系早期s-week对元素丰度几乎没有贡献。 本文所涉及的分量系数与恒星演化过程密切相关,参数化方法研究具有明确的物理意义。
【图文】：

当恒星演化到 AGB 星阶段时，位于 H 和 He 双燃烧壳层之间不进入短时间的对流，恒星进入对流热脉冲阶段(TP-AGB)，外包层通过对间壳层的底部，借助对流把内部壳层He燃烧新鲜的 3α核反应产物12C 和物质混入到恒星大气的包层中，甚至带到了恒星表面，这就是所谓的“traniero et al. 1995, 1997)[13,14]。通过第三次挖掘，掺和到了富 He 和 C 区12C 俘获，，形成13C 层(也叫 q 层)。TP-AGB 星对流的最深区域温度高达3 ×源22Ne 在这样的温度下不活跃，所以13C 是主要 s-过程核合成的主要中 et al (1988a,b,c,d)[15,16,17,18]研究了 AGB 星的演化特征，Goriely (2000)[19]核合成模型，Aoki (2001)[20]给出了演化的参数模型， Reyniers (2004)[2元素丰度分布做了研究并证实了 s-过程的丰度分布与初始金属丰度具llino et al. 1998; Busso et al. 2001)[22,23]。
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P145.3

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本文编号：2543652