[論文レビュー] A homogeneous study of the s-process in the 21mic carbon-rich post-AGB objects

H. Van Winckel, Maarten Reyniers|arXiv (Cornell University)|Oct 6, 1999

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、21 μm赤外線ダスト特徴を持つ6つの炭素豊富な後AGB星における光球層元素の均質的分析を、高分解能の光学スペクトルを用いて行った。その結果、s過程元素の過剰度の強さが第3の攪乱上昇効率と強く相関していることが判明した一方で、中性子照射の強度は金属量に対して大きな固有の散乱を示し、AGB核合成モデルに重要な制約を与えることになった。

ABSTRACT

We present in this paper a homogeneous photospheric abundance study, on the basis of the analysis of high resolution optical spectra, of six post-AGB objects displaying a 21mic circumstellar dust feature in their IR spectrum. The F-G spectral type of the 21mic stars make that a large range of elements including a wide variety of s-process elements, can be studied by their atomic lines. The high C/O-ratios together with the large overabundance of s-process elements prove that the objects are descendants of field carbon stars. We discuss in detail the s-process abundance distribution displayed by these 21mic stars and conclude that the 3rd dredge-up efficiency is closely related to the strength of the integrated neutron irradiation. The expected anti-correlation of the neutron irradiation with metallicity, on the other hand, contains a large intrinsic scatter. Finally we compare our results with other intrinsic and extrinsic s-process enriched objects and conclude that the post-AGB stars offer very useful complementary data to constrain the evolutionary models of AGB nucleosynthesis and dredge-up processes.

研究の動機と目的

• 21 μmのダスト特徴を示す炭素豊富な後AGB星におけるs過程元素の過剰度パターンを調査し、核合成プロセスを理解すること。
• 第3の攪乱上昇が、これらの進化した星におけるs過程元素の過剰度をどのように形成しているかを特定すること。
• 後AGB星における中性子照射の強度と金属量の関係を評価すること。
• 内在的および外部的s過程で豊富化された対象と比較することで、AGB進化モデルを改善すること。
• 後AGB進化における核合成および混合プロセスを検証するための均質的データセットを提供すること。

提案手法

• 主要な元素、特にs過程同位体の光球層濃度を測定するために、高分解能の光学分光法を用いた。
• 星の大気中の原子線から元素濃度を導出するために、スペクトル合成技術を適用した。
• s過程元素の広範な検出が可能なF-G型スペクトル型の星に焦点を当てた。
• 6つの21 μm後AGB星間での濃度パターンを比較し、傾向を同定した。
• すべての標本に対して一貫性を保つために、均質的分析フレームワークを採用した。
• s過程効率に与える影響を評価するため、金属量およびC/O比を導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 21 μmのダスト特徴を示す炭素豊富な後AGB星において、s過程元素の濃度はどのように変動するか？
• RQ2 これらの星において、第3の攪乱上昇効率と中性子照射の強度の関係は何か？
• RQ3 金属量と中性子照射の予想される逆相関関係は、これらの対象において最小限の散乱で成立するか？
• RQ4 観測された濃度パターンは、内在的および外部的s過程で豊富化された星とどのように比較できるか？
• RQ5 これらの後AGB星は、AGB核合成および混合モデルにどの程度の制約をもたらすか？

主な発見

• 第3の攪乱上昇効率は、21 μm後AGB星における統合的中性子照射の強度と強く相関している。
• 中性子照射と金属量の間の予想される逆相関関係は、大きな固有の散乱を示し、単純なモデルに挑戦をもたらしている。
• 高いC/O比とs過程元素の強い過剰度は、これらの星がフィールドの炭素星の子孫であることを確認している。
• これらの星におけるs過程濃度分布は、低質量AGB星からのs過程寄与の混合と整合的である。
• 後AGB段階は、AGB核合成および攪乱上昇プロセスを制約する補足的データを提供する。
• 均質的分析により、サンプル全体にわたって一貫性のあるs過程元素の過剰度の系統的傾向が明らかになった。