银河系中 $r$-过程元素质量产生率的严格限制

我们分析了银河系中贫金属星的若干研究数据，重点关注强（Eu）和弱（Sr）$r$-过程元素。由于这些元素是在爆炸中注入的，我们计算了当激波首次变为辐射性时所扫过的质量，得出了此类元素稀释的下限，进而得出了并入下一代恒星的抛射物质量的下限。我们的研究表明，为了解释在低 [Fe/H] 金属丰度下恒星中观测到的最大 [Eu/Fe] 增量，单个 $r$-过程产生事件必须合成至少 $10^{-3.5} M_{\odot}$ 的 $r$-过程物质。我们还表明，如果 Mg 的产生场所与 Eu 相同，则单个注入事件必须合成多达 $\sim 10^{-3} M_{\odot}$ 的 $r$-过程物质。另一方面，要求 Sr 示踪 Mg 的产生会导致每次事件的 $r$-过程质量为 $\sim 10^{-5} M_{\odot}$。这表明，负责产生强 $r$-过程元素的天体物理场所的运行速率需比核坍缩超新星大幅降低，而弱 $r$-过程物质的合成则与超新星产生场所一致。