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分子云中恒星形成短寿命放射性核素的理论分布

星系天体物理 2022-02-02 v1 地球与行星天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

短寿命放射性核素(半衰期 τ1/21\tau_{1/2}\sim1 Myr)通过提供加热与电离源影响恒星与行星系统的形成。尽管以往许多研究聚焦于我们太阳系可能的核富集,本文旨在估计分子云内整个恒星形成星族中短寿命放射性核素(SLRs)的分布。我们在此关注 60^{60}Fe 与 26^{26}Al 这两种核素,因其相对高丰度而具有最大影响。我们构建分子云模型,并纳入超新星与恒星风的核贡献。所得 SLRs 分布具有时间依赖性,宽度约跨 33 个数量级,质量分数 ρSLR/ρ1011108\rho_{\scriptstyle SLR}/\rho_\ast\sim10^{-11}-10^{-8}。在所探讨的情形范围内,SLR 分布随云结构(分形维数)、恒星形成历史与星团分布的选择仅有微小变化。最重要的变化来自云内 SLRs 输运的扩散长度尺度。预期的 SLR 分布足够宽以包含由太阳系丰度推断的值,尽管预测多数恒星具有更小的富集水平。此外,平均而言 60^{60}Fe/26^{26}Al 之比被预测大于1,与太阳系结果相反。对此发现的一种解释是存在 26^{26}Al 同位素的额外源。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.09781,
  title  = {Theoretical Distributions of Short-Lived Radionuclides for Star Formation in Molecular Clouds},
  author = {M. Fatuzzo and F. C. Adams},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.09781},
  year   = {2022}
}

备注

accepted for publication in ApJ