银河系外的宇宙学锂问题：人马座球状星团 M54
太阳与恒星天体物理
2015-06-22 v1
摘要
宇宙学锂问题是观测到的银河系矮星、年老且贫金属恒星中测量的锂丰度 A(Li)（传统上假设等于初始值 A(Li)_0）与标准大爆炸核合成 (Big Bang Nucleosynthesis) 计算预测的 A(Li)_{BBN} 之间的差异。在此，我们通过考虑一种替代诊断方法来解决锂问题，即红巨星支恒星表面的锂丰度，这些恒星在颜色 - 星等图中分布于首次挖掘完成与红巨星支凸起之间的区域。我们使用甚大望远镜上的 FLAMES 设施获得了人马座矮星系所属球状星团 M54 中红巨星样本的高分辨率光谱。我们得到 A(Li)=+0.93+-0.11 dex，在考虑了挖掘造成的稀释后，转化为 2.35--2.29 dex 范围内的初始丰度 (A(Li)_0)，具体取决于是否考虑原子扩散。这是首次在人马座星系中测量锂，也是迄今为止对年老恒星中 A(Li)_0 最遥远的估计。M54 中估计的 A(Li)_0 比 A(Li)_{BBN} 低约 0.35 dex，因此在约 3sigma 水平上不兼容。我们的结果表明，这种差异是一个涉及银河系和河外系统的普遍问题。要么需要修改 BBN 计算，要么需要结合原子扩散以及在主序期间适当调整的额外混合来解决这一差异。
引用
@article{arxiv.1407.7596,
title = {The cosmological Lithium problem outside the Galaxy: the Sagittarius globular cluster M54},
author = {A. Mucciarelli and M. Salaris and P. Bonifacio and L. Monaco and S. Villanova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.7596},
year = {2015}
}
备注
Accepted by MNRAS, 10 pages, 5 figures, 1 table