碳氧壳混合现象在巨型恒星中的发生频率与影响

在经历核心坍缩超新星前的后期阶段，巨型恒星可能发生碳 (C) 和氧 (O) 内部壳层之间的融合。这种称为 C-O 壳混合的相互作用会显著改变恒星的内部结构，导致特殊的核合成现象，可能影响超新星爆炸及其随后超新星冲击的传播。我们对 C-O 壳混合的发生频率和后果认识仍有限。本研究旨在首次识别恒星结构中的早期诊断信号，以预测更晚阶段的 C-O 壳混合。我们还评估了其在塔木金星上最金属贫素星化学丰度中的作用。我们分析了209个可在文献中获得的恒星演化模型，这些模型具有不同的初始质量和金属丰度。随后，我们将其中一部分模型的核合成产量与金属贫恒星中奇数-Z 元素丰度进行比较。我们发现，C-O 壳混合的发生可以基于中心 He 燃烧阶段的结果进行良好近似预测，具体而言，从 CO 核质量 ($\rm M_{CO}$) 和中心 $\rm ^{12}C$ 质量分数 ($\rm X_{C12}$) 即可：90$\%$ 的模型在 C-O 混合时具有 $\rm X_{C12}< 0.277$ 和 $\rm M_{CO}< 4.90 M_{\odot}$，平均值为 $\rm M_{CO} = 4.02 M_{\odot}$ 和 $\rm X_{C12}= 0.176$。此外，我们确认具有 C-O 混合的模型产生的 Sc 富集和 K 富集产量可解决该领域长期存在的不足问题。我们的结果凸显了 C-O 壳混合在丰富星际介质中，特别是对奇数-Z 元素生产中发挥的关键作用。