太阳的氦丰度：光谱分析
太阳与恒星天体物理
2024-10-29 v1
摘要
确定冷星中He/H比值的天文学上的根本性挑战。虽然该比值已确定了热O型和B型星，但其向冷星的外推仍不确定，因为缺乏其观测光谱中的氦线。我们通过聚焦太阳作为代表性冷星来解决这一知识空白。我们利用MgH分子线和中性Mg原子线的组合，以及CH和C_2分子线与中性C原子线的另一组合，对观测到的太阳光谱中光谱线进行光谱分析。进一步采用针对不同He/H比值的太阳模型大气层进行光谱分析，以确定太阳光谱中氦的丰度。通过强制采用合适的He/H比值的模型大气层，使得从中性Mg原子线派生的Mg丰度与从MgH分子线派生的丰度相同，从而确定氦丰度。同样适用于从中性C原子线派生的C丰度与从CH分子带和C_2斯兰带C_2线派生的丰度。讨论了基于一维局部热力学平衡（1D LTE）模型大气层的太阳氦丰度。获得的太阳氦丰度（He/H=0.091(+0.019/+0.014)）为表征冷星在有效温度范围内的He/H比值提供了关键参考点。利用这一推导出的He/H比值，确定了太阳质量分数为X_sun=0.7232(+0.0305/-0.0377)，Y_sun=0.2633(+0.0384/-0.0311)，Z_sun=0.0135(+0.0006/-0.0007)。
引用
@article{arxiv.2408.03041,
title = {Helium Abundance of the Sun: A Spectroscopic Analysis},
author = {Satyajeet Moharana and B. P. Hema and Gajendra Pandey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.03041},
year = {2024}
}
备注
13 Pages, 3 Figures and 2 Tables, Accepted for publication in the Astrophysical Journal (ApJ)