碳超丰贫金属拐点星的搜寻与丰度分析
发布时间：2021-02-19 12:30
碳超丰贫金属星在老年恒星中的普遍存在使得它成为研究宇宙早期形成和演化的重要对象,具有不同中子俘获元素丰度特征的碳超丰贫金属星有不同的起源。不同于已经历挖掘过程的巨星,主序拐点星能很好地在其表层大气保留形成初期的物质,从而可以追溯到更早期的恒星形成化学环境。通过LAMOST巡天数据选源并利用Subaru/HDS进行后续高分辨率光谱观测了12颗碳超丰贫金属星主序拐点星,其中有10颗星是首次被分析。与已有的碳超丰贫金属星主序拐点星观测样本相比,文中的样本包含了更高比例的中子俘获元素不超丰碳超丰贫金属恒星（CEMP-no星）,发生在中等程度碳超丰区域,为其起源研究提供了重要数据。对其中6颗CEMP-no星测定了锂丰度,尤其是其中3颗极贫金属星样本,为探讨[Fe/H]<-3.0的碳超丰贫金属星拐点星锂丰度特征提供了重要的新观测数据。新增样本验证了CEMP-no星在[Fe/H]～-3.0附近为锂-正常星,与前人结论一致;而新增的两颗CEMP-s星表现出了中等锂丰度,介于之前的较大锂丰度范围,研究为CEMP-s和CEMP-no的分类提供了辅助约束条件。
【文章来源】：天文研究与技术. 2020,17(01)
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
样本候选体(圆形)在赫罗图上的分布,以及参考文献中碳超丰贫金属星拐点星(三角形),背景星(叉号)为来自SAGA数据库的碳超丰贫金属星样本星
在这12颗金属丰度范围在-3.5 < [Fe/H]<-2.0的样本星中,测定了9颗星的锂丰度(或上限),包 括6颗CEMP-no星 和2颗CEMP-s星以及1颗不能明确分类的碳超丰贫金属星。更重要的是,本文的样本中包含了3颗金属丰度[Fe/H]<-3.0的CEMP-no星(J0352+0514, J1410-0555和J1658+4329),为数量有限的该类特殊恒星增加了新的观测样本。在文[37]中,定义锂丰度1.8 < A(Li)< 2.4为Li-正常恒星,当A(Li)<1.8时,定义为Li-贫恒星。将参考文献中的碳超丰贫金属星样本(具体来源参照文[37])和来自SAGA数据库的碳正常贫金属星锂丰度A(Li)随[Fe/H]的分布展示在图4中,本文的样本基本符合文[37]中的结论,即在金属丰度-3.5<[Fe/H]<-2.0范围内的所有CEMP-no星都是Li-正常恒星,但CEMP-s中同时存在Li-正常和Li-贫的恒星。而在69颗来自SAGA数据库的碳正常星中,仅有两颗星表现出了Li-贫的特征,一颗是HE 0411-3558(Teff=6 300, logg=3.7,[Fe/H]=-2.8,[C/Fe]<0.7,A(Li)<1.44;文[55]),另一颗是CS 22957-019(Teff=6 070 K,logg=3.75,[Fe/H]=-2.43,[C/Fe]=0.34,A(Li)=1.56;文[56]),其余样本也均为锂正常星。因此,在[Fe/H]～-3.0与[Fe/H]<-4.0的CEMP-no恒星有着相同起源的假设下,可以得出结论,超贫金属星的低锂丰度并不是碳超丰造成的,更可能与低金属丰度相关。目前虽然没有确切的形成机制可以解决极贫金属星的低锂丰度问题,但一个可能的猜测是,在前主序阶段锂元素被消耗之后未能吸积到富锂的星际介质,也有可能是超贫金属星大部分形成于快速旋转的不含锂的Pop III(星族III)星,在这种情况下,金属丰度[Fe/H]～-3.0的CEMP-no星诞生的气体云中,Pop III星抛射气体已基本被原初气体完全稀释。
将参考文献中的碳超丰贫金属星样本(具体来源参照文[37])和来自SAGA数据库的碳正常贫金属星锂丰度A(Li)随[Fe/H]的分布展示在图4中,本文的样本基本符合文[37]中的结论,即在金属丰度-3.5<[Fe/H]<-2.0范围内的所有CEMP-no星都是Li-正常恒星,但CEMP-s中同时存在Li-正常和Li-贫的恒星。而在69颗来自SAGA数据库的碳正常星中,仅有两颗星表现出了Li-贫的特征,一颗是HE 0411-3558(Teff=6 300, logg=3.7,[Fe/H]=-2.8,[C/Fe]<0.7,A(Li)<1.44;文[55]),另一颗是CS 22957-019(Teff=6 070 K,logg=3.75,[Fe/H]=-2.43,[C/Fe]=0.34,A(Li)=1.56;文[56]),其余样本也均为锂正常星。因此,在[Fe/H]～-3.0与[Fe/H]<-4.0的CEMP-no恒星有着相同起源的假设下,可以得出结论,超贫金属星的低锂丰度并不是碳超丰造成的,更可能与低金属丰度相关。目前虽然没有确切的形成机制可以解决极贫金属星的低锂丰度问题,但一个可能的猜测是,在前主序阶段锂元素被消耗之后未能吸积到富锂的星际介质,也有可能是超贫金属星大部分形成于快速旋转的不含锂的Pop III(星族III)星,在这种情况下,金属丰度[Fe/H]～-3.0的CEMP-no星诞生的气体云中,Pop III星抛射气体已基本被原初气体完全稀释。CEMP-s星与CEMP-no星呈现的锂丰度差异很可能源自于CEMP-s极高的双星率,导致CEMP-s星经历大量的质量转移过程,而该过程在CEMP-no星中发生的概率却很低。进一步的,CEMP-no和CEMP-s星存在的锂丰度分布差异性, 可以作为[Fe/H]≥-3.5的碳超丰贫金属星子类划分的辅助依据,即CEMP-no星锂丰度都在A(Li)=1.8-2.4范围内,而锂贫的恒星则应是CEMP-s星。但这并不能作为一个严格的分类准则,因为有一部分CEMP-s星也具有正常的锂丰度。
本文编号：3041122
【文章来源】：天文研究与技术. 2020,17(01)
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
样本候选体(圆形)在赫罗图上的分布,以及参考文献中碳超丰贫金属星拐点星(三角形),背景星(叉号)为来自SAGA数据库的碳超丰贫金属星样本星
在这12颗金属丰度范围在-3.5 < [Fe/H]<-2.0的样本星中,测定了9颗星的锂丰度(或上限),包 括6颗CEMP-no星 和2颗CEMP-s星以及1颗不能明确分类的碳超丰贫金属星。更重要的是,本文的样本中包含了3颗金属丰度[Fe/H]<-3.0的CEMP-no星(J0352+0514, J1410-0555和J1658+4329),为数量有限的该类特殊恒星增加了新的观测样本。在文[37]中,定义锂丰度1.8 < A(Li)< 2.4为Li-正常恒星,当A(Li)<1.8时,定义为Li-贫恒星。将参考文献中的碳超丰贫金属星样本(具体来源参照文[37])和来自SAGA数据库的碳正常贫金属星锂丰度A(Li)随[Fe/H]的分布展示在图4中,本文的样本基本符合文[37]中的结论,即在金属丰度-3.5<[Fe/H]<-2.0范围内的所有CEMP-no星都是Li-正常恒星,但CEMP-s中同时存在Li-正常和Li-贫的恒星。而在69颗来自SAGA数据库的碳正常星中,仅有两颗星表现出了Li-贫的特征,一颗是HE 0411-3558(Teff=6 300, logg=3.7,[Fe/H]=-2.8,[C/Fe]<0.7,A(Li)<1.44;文[55]),另一颗是CS 22957-019(Teff=6 070 K,logg=3.75,[Fe/H]=-2.43,[C/Fe]=0.34,A(Li)=1.56;文[56]),其余样本也均为锂正常星。因此,在[Fe/H]～-3.0与[Fe/H]<-4.0的CEMP-no恒星有着相同起源的假设下,可以得出结论,超贫金属星的低锂丰度并不是碳超丰造成的,更可能与低金属丰度相关。目前虽然没有确切的形成机制可以解决极贫金属星的低锂丰度问题,但一个可能的猜测是,在前主序阶段锂元素被消耗之后未能吸积到富锂的星际介质,也有可能是超贫金属星大部分形成于快速旋转的不含锂的Pop III(星族III)星,在这种情况下,金属丰度[Fe/H]～-3.0的CEMP-no星诞生的气体云中,Pop III星抛射气体已基本被原初气体完全稀释。
将参考文献中的碳超丰贫金属星样本(具体来源参照文[37])和来自SAGA数据库的碳正常贫金属星锂丰度A(Li)随[Fe/H]的分布展示在图4中,本文的样本基本符合文[37]中的结论,即在金属丰度-3.5<[Fe/H]<-2.0范围内的所有CEMP-no星都是Li-正常恒星,但CEMP-s中同时存在Li-正常和Li-贫的恒星。而在69颗来自SAGA数据库的碳正常星中,仅有两颗星表现出了Li-贫的特征,一颗是HE 0411-3558(Teff=6 300, logg=3.7,[Fe/H]=-2.8,[C/Fe]<0.7,A(Li)<1.44;文[55]),另一颗是CS 22957-019(Teff=6 070 K,logg=3.75,[Fe/H]=-2.43,[C/Fe]=0.34,A(Li)=1.56;文[56]),其余样本也均为锂正常星。因此,在[Fe/H]～-3.0与[Fe/H]<-4.0的CEMP-no恒星有着相同起源的假设下,可以得出结论,超贫金属星的低锂丰度并不是碳超丰造成的,更可能与低金属丰度相关。目前虽然没有确切的形成机制可以解决极贫金属星的低锂丰度问题,但一个可能的猜测是,在前主序阶段锂元素被消耗之后未能吸积到富锂的星际介质,也有可能是超贫金属星大部分形成于快速旋转的不含锂的Pop III(星族III)星,在这种情况下,金属丰度[Fe/H]～-3.0的CEMP-no星诞生的气体云中,Pop III星抛射气体已基本被原初气体完全稀释。CEMP-s星与CEMP-no星呈现的锂丰度差异很可能源自于CEMP-s极高的双星率,导致CEMP-s星经历大量的质量转移过程,而该过程在CEMP-no星中发生的概率却很低。进一步的,CEMP-no和CEMP-s星存在的锂丰度分布差异性, 可以作为[Fe/H]≥-3.5的碳超丰贫金属星子类划分的辅助依据,即CEMP-no星锂丰度都在A(Li)=1.8-2.4范围内,而锂贫的恒星则应是CEMP-s星。但这并不能作为一个严格的分类准则,因为有一部分CEMP-s星也具有正常的锂丰度。
本文编号：3041122
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