高分辨率光学光谱揭示球状星团中流体静力学与爆发性 α 元素的均匀丰度比
太阳与恒星天体物理
2026-03-25 v1 星系天体物理
摘要
银河系球状星团（GCs）诞生于大爆炸后不久。对于如此古老的恒星系统，大质量端的初始质量函数（IMF）永远无法直接观测到，因为质量大于约 1 Mo 的恒星早已演化。然而，流体静力学与爆发性 α 元素比（HEx 比）提供了一种方法，通过大质量恒星爆发为超新星时释放的、并融入我们目前在 GCs 中观测到的恒星的产物，来绕过可观测大质量恒星的缺失。HEx 比衡量了大质量恒星占爆发为超新星的恒星总数的百分比，它是 GC 演化短暂初始阶段的有效探针。我们利用最近完成的一项巡天，组装了一个包含 27 个 GCs 的非常均匀的 α 元素丰度数据集，其 [Fe/H] 范围从 ~ -2.4 到 ~ -0.3 dex。与 APOGEE 的先前结果一致，我们证实了原位形成和被银河系吸积的 GCs 的 HEx 比无法区分，并且该比值随金属丰度增加而降低。然而，我们假定这一趋势更好地由依赖于金属丰度的 IMF 来解释，即在高金属丰度下缺乏最大质量的恒星，这一点由 [O/Mg] 比随 [Mg/H] 比下降所证实。与基于 APOGEE 数据的先前分析不同，我们探测到 HEx 比与当前和初始 GC 质量均存在反相关。最后，我们假设在该分析中，GC M 54 的恒星可能与星团目前所在的 Sagittarius 矮星系核心中的恒星混淆了。
引用
@article{arxiv.2601.18885,
title = {Homogeneous abundance ratios of hydrostatic and explosive alpha-elements in globular clusters from high resolution optical spectroscopy},
author = {Eugenio Carretta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.18885},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 7 figures, 1 table plus 1 page with 1 table in Appendix; accepted for publication on Astronomy and Astrophysics