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先天与后天:区分恒星演化和化学演化对红巨星中碳与氮的影响

太阳与恒星天体物理 2025-12-09 v1 星系天体物理

摘要

演化巨星表面的 [C/N] 比率受到来自恒星核心的核处理物质首次挖返 (FDU) 的强烈影响。C 和 N 还具有不同的核合成起源,并作为混合与质量损失的诊断工具。我们利用亚巨星发现了初始 [C/N] 随 [Fe/H] 的强烈趋势,这种趋势在低 α\alpha 和高 α\alpha 星族中有所不同。我们证明这些初始趋势对 FDU 后的表面丰度有强烈影响。当前使用太阳标度 C 和 N 的恒星模型忽略了这一效应。我们利用在首次上升红巨星支 (RGB) 和核心氦燃烧(即红群聚,RC)恒星中大量且精确测量的星震数据集,绘制了 FDU 随演化状态、质量和成分变化的函数关系。我们描述了 [C/N] 作为有用质量诊断工具的适用范围,并发现 RC 补充了 RGB 并将有效范围扩展到更高质量。我们发现了在 [Fe/H] = -0.4 以下 RGB 上存在额外混合的证据,这与文献结果相符,该证据针对高 α\alpha 巨星,但在低 α\alpha 巨星中没有明显的混合证据。在我们样本中,质量损失的预测信号微弱且难以探测。我们讨论了这对恒星物理和星族应用的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.03249,
  title  = {Nature vs. Nurture: Distinguishing Effects from Stellar Processing and Chemical Evolution on Carbon and Nitrogen in Red Giant Stars},
  author = {John D. Roberts and Marc H. Pinsonneault and Jennifer A. Johnson and Joel C. Zinn and David H. Weinberg and Mathieu Vrard and Jamie Tayar and Dennis Stello and Benoît Mosser and James W. Johnson and Kaili Cao and Keivan G. Stassun and Guy S. Stringfellow and Aldo Serenelli and Savita Mathur and Saskia Hekker and Rafael A. García and Yvonne P. Elsworth and Enrico Corsaro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.03249},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 19 figures