大爆炸后最初十亿年间的铁与 $\alpha$ 元素合成
宇宙学与河外天体物理
2015-06-03 v1
摘要
我们给出了宇宙年龄约为十亿年时存在的类星体吸收系统中碳、氧、硅和铁的测量结果。我们利用 Keck、Magellan 和 VLT 的中高分辨率光学及近红外光谱，测量了 4.7 < z < 6.3 范围内九个低电离系统的柱密度。C II、O I、Si II 和 Fe II 之间的柱密度比与较低红移下的 sub-DLAs 和贫金属 ([M/H] < -1) DLAs 几乎完全相同，在 2 < z < 6 范围内没有显著演化。任意两种元素之比的估计内禀离散度也很小，典型的均方根偏差 <0.1 dex。这些事实表明，与我们 z > 4.7 的系统一样，在较低红移的 DLAs 中尘埃耗竭与电离效应极小，柱密度比接近内禀的相对元素丰度。因此，我们 z > 4.7 系统中的丰度可能代表了宇宙历史最初十亿年内星族典型积分产率。由于这些红移处宇宙年龄所施加的时间限制，我们的测量直接约束了大质量恒星的金属合成，包括即时超新星的铁产率。缺乏红移演化进一步表明，z > 2 处大多数贫金属吸收系统的金属储量也主要由大质量恒星主导，而来自延迟的 Ia 型超新星或 AGB 星风的贡献极小。我们系统中的相对丰度与极贫金属、非碳增丰的银河系晕族星大致相符。这与现今贫金属恒星可能早在宇宙大爆炸后十亿年即已形成的图景相一致。
引用
@article{arxiv.1111.4843,
title = {Iron and alpha-element Production in the First One Billion Years after the Big Bang},
author = {George D. Becker and Wallace L. W. Sargent and Michael Rauch and Robert F. Carswell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.4843},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in ApJ