早期大质量恒星的壮观核合成
太阳与恒星天体物理
2024-01-08 v1 星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
初始质量超过 50 Msun 的恒星在今天非常罕见，但被认为在早期宇宙中更为常见。那些早期贫金属大质量恒星的命运高度不确定。大多数预计会直接坍缩成黑洞，而另一些可能因旋转驱动引擎或对产生不稳定性而发生爆炸。我们展示了 J0931+0038 的化学丰度，这是一颗在 SDSS-V 银河系绘图仪早期后续观测中发现的邻近低质量恒星，它保留了早期宇宙中大质量恒星异常核合成的特征。J0931+0038 具有相对较高的金属丰度（[Fe/H] = -1.76 +/- 0.13），但表现出极端的奇偶丰度模式，拥有已知最低的 [N/Fe]、[Na/Fe]、[K/Fe]、[Sc/Fe] 和 [Ba/Fe] 丰度比中的一部分。这意味着其大部分金属起源于单个极度贫金属的核合成源。通过对核合成预测的广泛搜索，发现明显倾向于初始质量 > 50 Msun 的前身星，使得 J0931+0038 成为对该质量范围核合成的首批观测约束之一。然而，文献中的任何模型都无法完全匹配其完整丰度模式。因此，J0931+0038 对下一代核合成模型提出了挑战，并激励人们研究受对流、旋转、喷流和/或双星伴星影响的大质量前身星。尽管罕见，但在即将到来的大型光谱巡天中应能发现更多贫金属恒星中异常早期核合成的例子。
引用
@article{arxiv.2401.02484,
title = {Spectacular nucleosynthesis from early massive stars},
author = {Alexander P. Ji and Sanjana Curtis and Nicholas Storm and Vedant Chandra and Kevin C. Schlaufman and Keivan G. Stassun and Alexander Heger and Marco Pignatari and Adrian M. Price-Whelan and Maria Bergemann and Guy S. Stringfellow and Carla Frohlich and Henrique Reggiani and Erika M. Holmbeck and Jamie Tayar and Shivani P. Shah and Emily J. Griffith and Chervin F. P. Laporte and Andrew R. Casey and Keith Hawkins and Danny Horta and William Cerny and Pierre Thibodeaux and Sam A. Usman and Joao A. S. Amarante and Rachael L. Beaton and Phillip A. Cargile and Cristina Chiappini and Charlie Conroy and Jennifer A. Johnson and Juna A. Kollmeier and Haining Li and Sarah Loebman and Georges Meynet and Dmitry Bizyaev and Joel R. Brownstein and Pramod Gupta and Sean Morrison and Kaike Pan and Solange V. Ramirez and Hans-Walter Rix and Jose Sanchez-Gallego},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.02484},
year = {2024}
}
备注
11 pages + 22 page appendix, accepted to ApJL