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刻画首批恒星的真正后裔

星系天体物理 2023-10-06 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

银河系晕中的贫金属星被认为显示了首批(PopIII)恒星的印记,从而提供对最初恒星形成事件的窥视。在这项工作中,我们旨在理解是否所有极贫金属星都形成于被 PopIII 超新星(SNe)污染的环境中,以及污染程度如何。利用早期金属增丰的通用参数模型,我们研究了被单次 PopIII SN 印记的环境的化学丰度(从 C 到 Zn)。我们考察这些丰度如何依赖于 PopIII 恒星的初始质量和内部混合,以及它们的 SN 爆发能量。然后我们研究后续正常(PopII)SN 代如何影响 PopIII 化学特征。通过将观测化学丰度与我们的模型预测比较,我们表明 [C/Fe]>+2.5>+2.5 的恒星形成于仅被低能 PopIII SN(ESN<2×1051E_{\rm SN}<2\times 10^{51} erg)污染的环境。在较低 [C/Fe] 下,恒星可仅被 PopIII 印记,或也被正常 PopII SN 印记。被 PopII SN 增丰的概率随 [C/Fe] 降低而增加。当 PopII 恒星对污染贡献更多时,它们冲淡了不同 PopIII SN 留下的多样化学特殊性,其后代间的化学弥散减小。我们得出结论:C 正常恒星([C/Fe]+0.7\rm [C/Fe] \leq +0.7)很可能被 PopII SN 以 50%\geq 50\% 的程度增丰,并且我们在丰度弥散中确定了 pinpoint PopIII SN 特征的关键诊断。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.07958,
  title  = {Characterising the true descendants of the first stars},
  author = {Irene Vanni and Stefania Salvadori and Ása Skúladóttir and Martina Rossi and Ioanna Koutsouridou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.07958},
  year   = {2023}
}

备注

26 pages, 22 figures, accepted for publication on MNRAS