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主序跑点星作为古老银河残骸的探针:来自试验样本的化学动力学分析

星系天体物理 2025-06-10 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

主序跑点星(MSTO)星体良好保存了它们出生时的化学性质,使它们成为研究星体 Population 理想的探针。我们对对金属贫乏(2.0<[Fe/H]<1.0-2.0<\mathrm{[Fe/H]}<-1.0)的 MSTO 星体进行详细的化学动力学分析,以探索银河系早期吸积历史。我们的样本包括四颗使用 CFHT/ESPaDOnS 进行高分辨光谱观测的星体,以及从 SAGA 数据库中挑选出 163 颗具有高分辨结果的近距离 MSTO 星体。在 action-angle 空间中,我们确定了 Gaia-Sausage-Enceladus(GSE,35 颗)、银河系内生星(in situ,31 颗)以及其他亚结构(21 颗)。我们发现 GSE 与 in-situ 星体都在 A(Li)2.17A(\mathrm{Li)}\sim 2.17 处呈现类似的锂平台。GSE 在 [Fe/H]1.60±0.06\mathrm{[Fe/H]}\sim-1.60\pm 0.06 处显示出明显的 Mg α\alpha-knee 特征,而 in-situ 星体的 α\alpha-元素在金属丰度范围内几乎保持恒定。铁峰元素在 GSE 与 in-situ 星体之间差异不大,除了 Zn 与 Ni,在 GSE 中在 [Fe/H]>1.6\mathrm{[Fe/H]}>-1.6 时下降,而 in-situ 星体保持恒定。就重元素而言,GSE 显示出整体的 Eu 增强,[Ba/Eu] 随金属丰度增加,而该比值在 in-situ 星体中几乎保持恒定,这表明 GSE 来自较长时间尺度的来源贡献了 ss-process。此外,我们首次呈现一个极端 rr-process 增强(rr-II)GSE 星体的 rr-process 丰度模式,其在除 Pr 外与太阳 rr-process 模式相符。进一步地,需要对更大的 GSE 样本进行高分辨光谱研究,以探讨 GSE rr-II 星体中显著更高 Pr 的原因。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.07758,
  title  = {Main-sequence Turnoff Stars as Probes of the Ancient Galactic Relic: Chemo-dynamical Analysis of a Pilot Sample},
  author = {Renjing Xie and Haining Li and Ruizhi Zhang and Yin Wu and Xiang-Xiang Xue and Gang Zhao and Shi-Lin Zhang and Xiao-Jin Xie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.07758},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 13 figures, published in ApJ