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第三星族超新星抛射物的结构是否影响极贫金属星的元素丰度?

星系天体物理 2020-09-30 v1

摘要

第一代无金属(Pop III)恒星在结构形成最早阶段重元素的产生中起着关键作用。其质量尺度可由极贫金属(EMP)星的元素丰度模式推导得出,这些恒星被假定继承了均匀混合的超新星(SN)抛射物的丰度。如果膨胀的抛射物保持其初始的分层结构,则 EMP 星的元素丰度模式可能不同于来自均匀抛射物的情形。在本工作中,我们对来自分层抛射物的金属增丰进行了数值模拟,针对前身星质量 25 M25 \ {\rm M}_{\bigodot}、爆炸能量 0.7–10 B(1 B=10511 \ {\rm B} = 10^{51} erg)的普通核坍缩超新星(CCSNe)。我们发现所有模型中 SN 壳层均回落到中央迷你晕中。在再坍缩云中,分层抛射物的丰度比 [M/Fe]{\rm [M/Fe]} 与均匀抛射物相比,对任意元素 M 仅在 ±0.4\pm 0.4 dex 内不同。我们还发现,对于最大爆炸能量(10 B),邻近晕也被增丰。只有包含 Ca 或更轻元素的外层到达该晕,其中 [C/Fe]=1.49{\rm [C/Fe]} = 1.49。这意味着即便平均丰度比 [C/Fe]=0.65{\rm [C/Fe]} = -0.65,C 增丰贫金属(CEMP)星也可由 CCSN 形成。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.01259,
  title  = {Does the structure of Pop III supernova ejecta affect the elemental abundance of extremely metal-poor stars?},
  author = {Gen Chiaki and Nozomu Tominaga},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.01259},
  year   = {2020}
}

备注

14 pages, 10 figures, 3 tables, accepted for publication in MNRAS