O-C 壳层合并中 K、Sc、Cl 和 p-过程同位素的对流 - 反应核合成

我们通过研究大质量恒星中相互作用的对流 O 壳层和 C 壳层的核合成，解决了银河化学演化模型中奇 Z 元素 P、Cl、K 和 Sc 的缺失问题。具有中等 C 吞噬率的对流 O 壳层的 3D 流体动力学模拟显示，其偏离球对称性的程度并不剧烈。我们推导出了用于 1D 核合成模拟的球平均扩散系数，结果表明此类对流 - 反应吞噬事件可以是 P、Cl、K 和 Sc 的产生场所。$10^{-3}{{\rm M}_\odot}$/s 的夹带率特征表现为超产因子 $OP_\mathrm{s} \approx 7$。在我们的 1D 恒星演化大质量星模型中，完全的 O-C 壳层合并具有超产因子 $OP_\mathrm{m}>1 \mathrm{dex}$，但对于此类情况，3D 流体动力学模拟表明存在偏离球对称性的现象。p-过程核素可以被产生，其超产因子为 $OP_\mathrm{m}>1 \mathrm{dex}$，例如 $^{130,132}Ba$。利用 $15{{\rm M}_\odot}$、$Z=0.02$ 大质量星模型的不确定预测（$OP_\mathrm{m} \approx 15$）作为涉及 O 燃烧和 C 燃烧壳层的合并或夹带对流 - 反应事件的代表，并假设此类事件发生在超过 50% 的恒星中，我们的化学演化模型重现了观测到的奇 Z 元素的银河系趋势。