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含 Ia 型超新星的化学演化模型的解析解

星系天体物理 2023-10-11 v2

摘要

背景:近年来,大量工作致力于寻找星系系统(包括银河系)化学增丰模型的解析解。然而,其中部分解因模型中延迟时间分布(DTDs)的存在而无法计入 Ia 型超新星产生的增丰。目的:我们给出银河系化学演化模型的一个新解析解。该解可用于不同的 DTD 表述(包括单简并和双简并情形),并允许包含任意数量的原初气体吸积。方法:我们通过将瞬时循环近似扩展以计入 Ia 型超新星的贡献,对化学演化模型进行积分。对于那些导致非解析积分的 DTD,我们使用受限最小二乘拟合方法将其描述为高斯、指数与 1/t 函数的叠加。结果:我们得到了先前工作中广泛使用的含 Ia 型超新星化学模型的精确解。该解比数值积分方法能以更短计算时间复现 alpha 与铁峰元素的预期化学演化。我们将 APOGEE DR17 观测到的 [Si/Fe] 对 [Fe/H] 平面上的模式与模型预测进行比较,发现低 alpha 序列可由延迟气体吸积解释。我们通过依据恒星形成历史模拟类银河系星系的化学演化来拓展该解的适用性。该解的实现以 python 包形式发布。结论:我们的解为银河系考古学提供了一个有前景的工具,能够刻画太阳邻域中 alpha 元素丰度相对 [Fe/H] 的观测趋势。我们推断了一个在无化学情形下建模的模拟星系的化学信息。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.00042,
  title  = {Analytic solution of Chemical Evolution Models with Type Ia SNe},
  author = {P. A. Palicio and E. Spitoni and A. Recio-Blanco and F. Matteucci and S. Peirani and L. Greggio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00042},
  year   = {2023}
}

备注

Accepted for publication in A&A. 22 pages, 16 figures. ChEAP code available at https://bitbucket.org/pedroap/cheap/src/master/