坍缩星 r 过程产额可重现金属贫乏恒星中 [Eu/Fe] 丰度弥散
高能天体物理现象
2021-07-21 v2
摘要
目前尚不清楚中子星并合能否解释金属贫乏恒星观测到的 r 过程丰度。坍缩星（此处定义为坍缩导致在黑洞周围形成可启动喷流快速吸积盘的大质量旋转恒星）是一个有前景的替代方案。我们发现可以建立一个自洽模型，其中具有随机铕产额的一群坍缩星合成了金属贫乏（[Fe/H] < -2.5）恒星中所有的 r 过程物质。我们的模型重现了观测到的 [Eu/Fe] 丰度的弥散及其随演化的变化。我们发现，若坍缩星是金属贫乏恒星主导的 r 过程场所，则 r 过程合成可能与产生长伽马射线暴的超新星相关联。我们的结果也允许这样一种可能：除启动伽马射线暴的核坍缩超新星外，其他核坍缩超新星也产生 r 过程物质（例如潜在的一类 Ic-BL 型超新星）。此外，我们识别出可能示踪 r 过程产额的坍缩星喷流性质（各向同性能量、引擎光度或引擎时间），并验证我们模型中每个坍缩星产生的 r 过程产额（约 0.07 Msun）与其他独立估计一致。未来，对分布弥散达到 0.05 dex 精度或获得可靠选择函数将进一步约束我们对 r 过程产生的探测。我们的模型也适用于另一个具有幂律产额的瞬时 r 过程场所，且需开展工作以确定例如快速并合中子星是否也能解释丰度弥散。
引用
@article{arxiv.2010.15837,
title = {Collapsar R-Process Yields Can Reproduce [Eu/Fe] Abundance Scatter in Metal-Poor Stars},
author = {Kaley Brauer and Alexander P. Ji and Maria R. Drout and Anna Frebel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.15837},
year = {2021}
}
备注
17 pages, 8 figures. Accepted by ApJ