星系中 CNO 元素最早的富化阶段
星系天体物理
2024-11-20 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
背景。近期由詹姆斯·韦伯太空站探测到高红移下富氮且金属贫乏的星系，使人们对碳、氮和氧 (CNO 元素) 在早期时间的化学演化重新关注，促使人们重新探讨这些元素的来源。目标。本文的主要目标是阐明我们银河系及类似星系（如 GN-z11 位于 z=10.6）中主导 CNO 同位素的最早演化。方法。为此，我们在化学演化模型中引入了随机星形成成分，并以高质量的银河系数据为基准，聚焦于原始星系 (Pop III) 对早期化学富化的贡献。结果。通过将模型预测与来自银河系星体高分辨率光谱中 CNO 丰度测量值的比较，我们首先表明，在 [Fe/H] 位于 -4.5 < [Fe/H] <-1.5 的金属度范围内观察到的散射，可以由来自不同初始质量和能量的超新星 (SNe) 的预富化解释。随后，利用化学演化模型，我们为 MW 类星系在不同宇宙时代/红移下观测到的 log(C/N)、log(N/O) 和 log(C/O) 与 log(O/H)+12 之间的关系提供了可测试的预测。最后，通过将模型校准以复制 GN-z11 观测特性的性质，给出其 log(N/O) 丰度比的另一种解释，表明其较高的 N 含量可以通过来自高质量隐形 Pop III SNe 的富化实现。结论。随机化的原始星系化学富化解释了银河系星体 CNO 丰度散射的观察结果，也解释了某些远距离星系中异常高的 N/O 比值的现象。这些发现突显了原始星系在塑造早期化学演化中的关键作用。
引用
@article{arxiv.2406.14615,
title = {The earliest phases of CNO enrichment in galaxies},
author = {Martina Rossi and Donatella Romano and Alessio Mucciarelli and Edoardo Ceccarelli and Davide Massari and Giovanni Zamorani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.14615},
year = {2024}
}