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多种元素至关重要:详细丰度模式揭示银河系结构组件间的恒星形成与元素增丰差异

星系天体物理 2024-10-30 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

许多核合成渠道创造了元素,但以α\alpha和Fe为特征的双参数模型,对银河系盘中的大多数测量元素,其恒星丰度预测精度仍能达到0.02至0.05 dex,接近当前丰度测量的不确定性水平。要使单个测量精度超过此水平以研究更低幅度的核合成效应是困难的,但对平均丰度模式的群体研究可以揭示更细微的丰度差异。在此,我们研究了来自APOGEE DR17的67315颗恒星的详细丰度,但采用的是相对于最佳拟合的双参数、数据驱动核合成模型的丰度残差形式。我们发现,这些残差在年龄、引导半径和垂直作用量方面呈现出复杂的结构,这些结构并非随机,也与表面重力、有效温度和径向速度等系统误差源没有强相关性。这些残差模式,尤其是Na、C+N、Ni、Mn和Ce的模式,追踪了银河系中的运动学结构,如内盘、厚盘和翘曲外盘。主成分分析表明,大部分观测到的结构是低维的,可以用少数几个特征向量来解释。我们发现,低α\alpha盘中的一些(但非全部)效应可以用新鲜气体的稀释来解释,使得丰度比类似于金属丰度更高的恒星。我们提供的模式和分布图可以与精确的核合成、恒星形成和气体内落正向模型相结合,从而更详细地描绘银河系不同组件中恒星和元素形成的图景。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.22121,
  title  = {Many elements matter: Detailed abundance patterns reveal star-formation and enrichment differences among Milky Way structural components},
  author = {Emily J. Griffith and David W. Hogg and Sten Hasselquist and James W. Johnson and Adrian Price-Whelan and Tawny Sit and Alexander Stone-Martinez and David H. Weinberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.22121},
  year   = {2024}
}