AGB星s-过程核合成:中子辐照量渐近分布

根据13C壳层在脉冲间隔期间辐射燃烧释放中子的AGB星s(slow) 过程核合成模型,采用3层简化假设,研究了氦中间壳层的中子辐照量渐近分布。结果表明,中子辐照量分布不再是通常所认为的指数形式,曲线先有一个简短的上升然后再单调下降,但除中子辐照量较低的一个小区域外,分布曲线仍与指数分布非常接近。这与根据恒星模型进行的核合成计算结果一致。

中子辐照量指数分布函数式中比例系数的确定

讨论如何确定中子辐照量分布函数ρ(τ)=C_1(1-r)/△τr^(τ/△τ)=C_2/τ_0exp(-τ/τ_0)中的比例系数C_1和C_2的值。结果表明,C_1由归一化条件确定,通常取为1。但是C_2≠C_1,C_2/C_1的值完全由重叠因子r的值确定,即r=1时,C_2/C_1=1;0<r<1时,C_2/C_1=(r-1)/Inr。进一步的讨论还表明,0<r<1时,C_2/C_1小于1且随r增大而增大。

计算平均中子辐照量新公式的验证

最近的研究结果指出,低质量AGB(asymptotic giant branch)星辐射s-过程核合成模型氦壳层核合成区域的中子辐照量分布,同以前的对流核合成模型一样仍然非常接近指数分布;但是每个脉冲的中子辐照量Δτ和平均中子辐照量τ0之间的关系却不再是τ0=-Δτ/lnr,而近似为τ0=-Δτ/ln{q[1.002 0+0.660 2(r-q)+4.612 5(r-q)2-10.896 2(r-q)3+13.913 8(r-q)4]}(r为重叠因子,q为13C壳层占氦壳层的质量比例).利用文献对26颗Ba星以及太阳系s-过程元素观测丰度恒星模型核合成数值计算的拟合结果,以及经典模型的拟合结果,对新关系式进行了检验.结果表明,该关系式对其中的19颗Ba星以及太阳系都是适用的,对于另外7颗Ba星,关系式的失效可从模型参量数值的选择以及2种拟合机制的差异性等方面得到解释.研究结果证明了新关系式的可靠性.

AGB星s-过程核合成区域中子辐照量分布

介绍了AGB(Asymptotic Giant Branch)星s-过程核合成区域中子辐照量分布的最新研究结果。然后将不同AGB星s-过程核合成模型给出的太阳系中子辐照量分布与由观测约束得出的结果进行对比,分析论证了最新研究结果的可靠性。

星系中子辐照量分布函数

先引入随时间t变化的星系中子辐照量分布函数gρal（t,τ）描述各演化阶段星系s-过程核素丰度的分布规律.利用星系化学演化的三成分模型导出星系中子辐照量分布函数的演化方程,从而建立星系的中子辐照量分布函数gρal（t,τ）与AGB星的中子辐照量分布函数ρAGB（τ）之间的关系.取AGB星中子辐照量为指数分布,当取t=t⊙时,得到了太阳系的中子辐照量分布Sρun（τ）.

太阳系的中子辐照量分布

采用星系化学演化解析模型,结合脉冲AGB星慢中子俘获(s-过程)核合成理论,以AGB星s-过程单辐照解为前提,推导了单辐照情况下太阳系的中子辐照量分布,并将所得结果与利用参数化s-过程模型的计算结果及采用规范多事件s-过程模型的计算结果进行了比较,研究发现,计算结果与文献给出的中子辐照量分布在趋势上是一致的,但量级上有些偏差.这证明了只考虑AGB星的单辐照情况还不足以解释太阳系的中子辐照量分布,还应该考虑中子辐照量指数分布的贡献.

AGB星中子辐照量分布的特点

根据13C辐射燃烧的低质量AGB(asymptotic giant branch)星s-过程核合成模型,考察氦壳层核合成区域中子辐照量分布(简称DNE)的特点.结果表明,辐射s-过程核合成模型的DNE,即ρAGB(τ),与重叠因子r、核合成区域的质量比q、每次中子照射的最大辐照量τmax和脉冲次数m等参数有关.增大各参量的值,都会使具有较大中子辐照量的种子核比例增加,但程度不同.r和m影响较小,q和τmax影响较大,且q与r值相差越多q的影响越显著.选择合适的模型参数,还可以给出太阳系的DNE.根据AGB星s-过程核合成数值计算的结果确定q,r,m的值,通过对多事件模型的结果进行最小二乘法拟合选择τmax的值,最后给出太阳系的DNE.

AGB星s-过程核合成:铁种子核受中子照射的概率

根据3种典型的AGB星s-过程核合成模型的中子辐照量分布,讨论了各恒星模型氦壳层区域内受中子照射的铁种子核数目比率(或铁种子核受中子照射的概率).该值在一定程度上反映了s-过程核合成模型的特点.结果表明,所有概率都随重叠因子r单调增加,r=1时,存在极限值1.在辐射s-过程核合成模型的情形,概率对13C壳层占氦壳层的质量比例q的变化很敏感.

钡星s-元素丰度的研究

采用角动量守恒的星风吸积模型,计算了5颗钡星的重元素丰度,并和观测结果作了比较.探讨了钡星的形成机制和中子俘获在重元素核合成方面所起的主导作用,及金属丰度对强钡星和弱钡星形成的影响.

利用星风吸积模型计算钡星的重元素丰度

为进一步探讨钡星的形成机制,采用了Yutaka Komiya(2007)建立的双星星风吸积模型,计算了4颗钡星的s-元素丰度,并和观测结果作了比较.结果发现,中子辐照量在重元素核合成方面起主导作用,同时检验了Yutaka Komiya模型的合理性.

AGB星He壳层内重元素丰度的变化

采用新的 s-过程核合成模型和分叉 s-过程反应通道 ,计算了太阳金属丰度 3M○· TP-AGB星 He壳层内重元素核合成 .结果表明 ,中子辐照量小于标准情况时 ,丰度不能达到渐近分布 ;中子辐照量大于标准情况时 ,达到渐近分布所需的脉冲数为 5～ 1 0个 .中子辐照量参数的合理取值范围为标准情况的 0 .5～ 2 .5倍 .

贫金属星的表面丰度与慢中子俘获过程

在不依赖于特定恒星模型的前提下 ,采用参数化热脉冲模型 ,对三颗铅星的表面丰度进行了拟合计算 .结果表明 ,无论是否考虑分叉道的影响 ,结果均能很好地重现观测数据 .另外 ,铅星与非铅星的模型参量对比显示 ,铅星的平均中子辐照量远大于非铅星 ,而其挖掘程度明显小于非铅星 .这说明尽管参数化热脉冲模型过于简单 。

试论铅星形成的条件

由标准恒星演化模型以及参数化热脉冲模型的理论计算结果与天文观测数据的比较分析 。