从恒星R过程丰度特征重建并合中子星质量
高能天体物理现象
2021-03-10 v1
摘要
中子星并合(NSMs)是快中子俘获(“r-”)过程的有望天体物理场所，但其累积产额能否解释银河系中大部分重元素物质？一种解决此问题的方法采用正向途径，沿恒星形成率传播NSM速率与产额，最终将结果与r-过程富集、贫金属星的观测化学丰度比较。本工作中，我们采取逆向途径，利用贫金属星的r-过程元素丰度比作为输入，重建r-过程恒星的中子星(NS)双星前身星性质——尤其是质量。这一新颖分析为研究产生并入银河系贫金属晕星中r-过程物质的原始中子星双星系统族群提供了独立途径。我们使用通常关联于受限r-过程与锕系区域的元素相对于镧系区域元素的比值(即Zr/Dy与Th/Dy)来探测前身星并合的NS质量。我们发现NSMs可解释显示r-过程特征的贫金属星中全部r-过程物质，同时再现当今双中子星(DNS)系统的分布。然而，增强程度最高的恒星(即r-II星)本身将要求极不对称系统的前身星NSM，明显不同于银河系中现今的系统。由于该分析依赖模型，我们也探讨了符合未来理论与观测更新预期的变化，并评述这些变体如何影响结果。
引用
@article{arxiv.2010.01621,
title = {Reconstructing Masses of Merging Neutron Stars from Stellar $R$-Process Abundance Signatures},
author = {Erika M. Holmbeck and Anna Frebel and G. C. McLaughlin and Rebecca Surman and Rodrigo Fernandez and Brian D. Metzger and Matthew R. Mumpower and Trevor M. Sprouse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.01621},
year = {2021}
}
备注
Submitted to ApJ, 23 pages, 12 figures