LMC中放射性元素的演化:对未来伽马射线巡天的预言
星系天体物理
2023-05-24 v1
摘要
短寿命放射性核素(如26Al与60Fe)是恒星形成的示踪剂。因此,其丰度可揭示宿主星系近期的恒星形成历史。面向未来伽马射线巡天,我们利用新的化学演化模型预言了大麦哲伦云(LMC)中这两种元素的质量与通量。我们的最佳模型重现了LMC观测到的alpha/Fe比值丰度模式、气体质量、平均金属丰度、当前超新星与新星率。我们给出三个主要结果:i) LMC的最佳模型表明恒星形成率在初期非常平缓并伴随近期爆发,以及类似Salpeter的初始质量函数。ii) 预言的26Al质量为0.33 M_Sun,其中2/3由大质量恒星产生,1/3由新星产生。iii) 预言的60Fe质量为0.44 M_Sun,完全由大质量恒星产生。该结果表明60Fe占比更大,与银河系不同。其原因在于所采用的初始质量函数:LMC比银河系含有更多大质量恒星。这些预言对计划于2027年发射的COSI-SMEX任务有用。26Al的1.809 MeV谱线与60Fe的1.173和1.332 MeV谱线的预期伽马射线线通量分别处于(0.2-2.7)x10^-6 ph cm^-2 s^-1与(0.7-2.8)x10^-7 ph cm^-2 s^-1范围。这台新仪器在其标称的两年任务期内或具备探测所预言1.8 MeV通量上限的灵敏度。
引用
@article{arxiv.2305.04753,
title = {Evolution of radioactive elements in the LMC: predictions for future gamma-ray surveys},
author = {Arianna Vasini and Francesca Matteucci and Emanuele Spitoni and Thomas Siegert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.04753},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 2 figures, 4 tables, accepted for publication by MNRAS