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超暗矮星系中的 s-过程增丰

星系天体物理 2021-06-30 v3 高能天体物理现象

摘要

我们研究超暗矮星系(UFDs)中钡(Ba)和锶(Sr)的产生。r-过程和 s-过程都产生这些元素,人们可以从特征性的 r-过程丰度模式推断 r-过程的贡献,而 s-过程的贡献在很大程度上仍未知。我们表明,当前来自渐近巨星支(AGB)星的 s-过程产额不足以解释在 UFDs 中观测到的 Ba 和 Sr 丰度。这些元素的产生需要从星系中恒星形成之初就高效进行。即使考虑超 AGB 星中的 s-过程,近 1 dex 或以上的差异也无法调和。我们考虑一种可能的解决方案,假设旋转大质量星(RMSs)和电子俘获超新星(ECSNe)作为额外贡献者。我们发现,如果约 10% 的大质量星以 300 km s^{-1} 旋转,RMSs 可能是 UFDs 中 Ba 的起源。至于 ECSNe,我们认为其比例小于核坍缩超新星的 2%。这将前身星质量范围收窄至 -3 < [Fe/H] < -2 下的 < 0.1 Msun。我们还探索了另一种通过修改 UFDs 中恒星初始质量函数(IMF)的解决方案,并发现一个顶部偏轻的 IMF 模型能重现观测到的 Ba 增丰水平。未来能确定或严格限制铕和氮丰度的观测对于鉴别 UFDs 中 Ba 和 Sr 的起源至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.10096,
  title  = {s-process Enirchment of Ultrafaint Dwarf Galaxies},
  author = {Yuta Tarumi and Takuma Suda and Freeke van de Voort and Shigeki Inoue and Naoki Yoshida and Anna Frebel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.10096},
  year   = {2021}
}

备注

12 pages, 9 figures, significantly updated from the previous version. MNRAS in press