大质量恒星中的铬核合成与硅-碳壳层并合

我们利用 NuGrid 核合成产额集，在星系化学演化（GCE）模型中分析了元素 Cr 的产生。我们表明，先前研究使用那些产额所报道的、并由我们银河系模型预测的在 [Fe/H] $\approx 0$ 处异常高的 [Cr/Fe] 丰度，起源于一个金属丰度 $Z=0.01$ 的 20 $M_\odot$ 模型中在对流 Si 燃烧壳与 C 燃烧壳在该星爆炸前约一小时发生并合。该并合将 Si 壳中未完全燃烧的物质（包括 $^{51}$V 和 $^{52}$Cr）混合到碳/氧（CO）核的边缘。所采用的超新星模型抛射出 CO 核外层的 2 $M_\odot$，其中包含相当大比例的富 Cr 物质。当在我们的 GCE 模型中，对 15 至 25 $M_\odot$ 之间恒星的产额插值方案里纳入这个 $Z=0.01$ 的 20 $M_\odot$ 模型时，相对于银河系盘观测值，我们在 [Fe/H] $\approx$ 0 处将 [Cr/Fe] 高估了一个数量级。这引发了关于自然界中 Si-C 壳层并合的发生、不同模拟方法的准确性，以及此类并合对超新星前结构和爆炸动力学影响的一系列问题。根据该一维恒星模型中的条件，若并合确实发生，C 壳物质对 Si 壳的显著穿透可能引发对流-反应全局振荡。无论如何，GCE 为此恒星演化阶段的结果提供了严格约束。