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早期太阳系中的短寿命放射性:超 AGB 星假说

太阳与恒星天体物理 2015-06-11 v1

摘要

最原始的太阳系凝聚物(如富钙铝包裹体 (CAI) 和微米级刚玉颗粒)的成分表明,短寿命放射性核素 (SLR)(例如 26Al^{26}\text{Al})存在于早期太阳系中。它们的丰度要求存在局部起源,但这远未被理解。我们首次展示了初始质量范围大致在 7-11 MM_\odot 的恒星所预测的多种 SLR(直至 60Fe^{60}\text{Fe})的丰度。这些恒星经历核心 H、He 和 C 燃烧。核心 C 燃烧后,它们进入“超”渐近巨支(Super-AGB)阶段,此时 H 壳层和 He 壳层交替激活,He 壳层中出现 episodic 热脉冲,对流包层底部温度极高(约 10810^8 K),强烈的恒星风将富 H 包层驱动到周围的星际介质中。Super-AGB 星演化的最终残骸主要是 O-Ne 白矮星。我们的 Super-AGB 模型产生的 26Al/27Al^{26}\text{Al}/^{27}\text{Al} 产额比约为 0.02 - 0.26。这些模型可以通过将约 1 份 Super-AGB 质量稀释到数百至数千份太阳星云质量中,来解释 26Al/27Al^{26}\text{Al}/^{27}\text{Al} 比的规范值,从而导致 O 成分在 3‰到 20‰范围内的相关变化。这与原始太阳系凝聚物中 O 同位素比的观测结果一致,后者不携带恒星污染者的特征。放射性核素 41Ca^{41}\text{Ca}60Fe^{60}\text{Fe} 是通过 Super-AGB 星中的中子俘获产生的,取决于核物理和恒星物理的不确定性以及陨石实验数据,我们的一些模型也匹配了它们的陨石丰度。我们还预期并正在研究 Super-AGB 星对重于铁的 SLR(如 107Pd^{107}\text{Pd})的产生。

关键词

引用

@article{arxiv.1208.5816,
  title  = {Short-lived radioactivity in the early Solar System: the Super-AGB star hypothesis},
  author = {Maria Lugaro and Carolyn L. Doherty and Amanda. I. Karakas and Sarah T. Maddison and Kurt Liffman and D. A. García-Hernández and Lionel Siess and John C. Lattanzio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1208.5816},
  year   = {2015}
}

备注

23 pages, 5 figures, 6 tables, accepted for publication on Meteoritics and Planetary Science