一种估算年老恒星系统中氦含量的新参数
太阳与恒星天体物理
2015-05-28 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们引入一个新参数 {\Delta}{\xi}——红巨星支（RGB）隆起处与主序上与该隆起颜色相同的一点（“基准点”）之间的星等差——来估算年老恒星系统中的氦含量。该参数对氦的敏感性在整个金属丰度范围内呈线性关系，且受年龄、测光零点不确定性、红化或水平支演化的影响极小。两个主要缺点是：需要精确且庞大的测光数据集，以及 {\Delta}Y/{\Delta}{\xi} 斜率对金属丰度的强烈依赖。为检验 {\Delta}{\xi} 参数，我们选取了22个前景红化低、铁丰度范围广且拥有精确、相对深、均匀多波段（B, V, I）测光的银河系球状星团（GGCs）。我们发现，若假设 Y=0.20，观测到的 {\Delta}{\xi} 与基于 α 元素增强模型预测的值吻合得很好。与标准原初氦含量模型（Y=0.245, {\Delta}Y/{\Delta}Z=1.4）的比较表明，观测到的 {\Delta}{\xi} 值系统性地小于预测值。如果预测参数基于同时考虑 CNO 增强的模型，结果相同；若考虑 He 增强模型，差异甚至更大。这些发现表明，当前的恒星演化模型高估了 RGB 隆起的光度。我们还发现，正如 Alongi 等人（1993, aaps, 97, 851）最初提出的，包含包层超射可以消除这一差异。尽管当前演化模型的输入物理可能存在局限性，GGCs 的 {\Delta}{\xi} 参数仍提供了对恒星形成前氦的独立探测，显著性至少达到 5{\sigma} 水平。
引用
@article{arxiv.1106.2734,
title = {On a new parameter to estimate the helium content in old stellar systems},
author = {F. Troisi and G. Bono and P. B. Stetson and A. Pietrinferni and A. Weiss and M. Fabrizio and I. Ferraro and A. Di Cecco and G. Iannicola and R. Buonanno and A. Calamida and F. Caputo and C. E. Corsi and M. Dall'Ora and A. Kunder and M. Monelli and M. Nonino and A. M. Piersimoni and L. Pulone and M. Romaniello and A. R. Walker and M. Zoccali},
journal= {arXiv preprint arXiv:1106.2734},
year = {2015}
}