[论文解读] 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 3

一句话总结

本研究利用高分辨率光学光谱，对六颗具有21 μm红外尘埃特征的碳富集后-渐近巨支（post-AGB）星的光球层元素丰度进行了同质分析。结果发现，s-过程元素的超丰度强度与第三次对流包覆（3rd dredge-up）效率密切相关，而中子辐照强度在金属丰度上表现出较大的固有离散度，为AGB核合成模型提供了关键约束。

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.

研究动机与目标

• 研究具有21 μm尘埃特征的碳富集后-AGB星中s-过程元素丰度模式，以理解核合成过程。
• 确定第三次对流包覆在塑造这些演化恒星中s-过程元素超丰度中的作用。
• 评估后-AGB星中中子辐照强度与金属丰度之间的关系。
• 将结果与内在和外在s-过程富集天体进行比较，以改进AGB演化模型。
• 提供一个同质数据集，用于检验后-AGB演化过程中的核合成与混合机制。

提出的方法

• 利用高分辨率光学光谱测量关键元素（包括s-过程同位素）的光球层丰度。
• 应用光谱合成技术，从恒星大气中的原子谱线推导元素丰度。
• 分析聚焦于F-G型光谱类型的恒星，以检测广泛的s-过程元素。
• 对比六颗21 μm后-AGB星的丰度模式，以识别趋势。
• 本研究采用同质分析框架，确保所有目标的一致性。
• 推导金属丰度和C/O比值，以评估其对s-过程效率的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 具有21 μm尘埃特征的碳富集后-AGB星中，s-过程元素丰度如何变化？
• RQ2 这些恒星中，第三次对流包覆效率与中子辐照强度之间存在何种关系？
• RQ3 在这些天体中，中子辐照与金属丰度之间预期的反相关关系是否表现出最小离散度？
• RQ4 观测到的丰度模式与内在及外在s-过程富集恒星中的模式相比如何？
• RQ5 这些后-AGB星在多大程度上为AGB核合成与混合模型提供约束？

主要发现

• 第三次对流包覆效率与21 μm后-AGB星中综合中子辐照强度之间存在强烈相关性。
• 中子辐照与金属丰度之间预期的反相关关系表现出较大的固有离散度，对简单模型构成挑战。
• 高C/O比值和s-过程元素的强超丰度证实了这些恒星源自场中碳星的演化后产物。
• 这些恒星中s-过程元素丰度分布与低质量AGB星s-过程贡献的混合结果一致。
• 后-AGB阶段为约束AGB核合成与对流包覆过程提供了互补数据。
• 同质分析揭示了s-过程元素超丰度中的系统性趋势，且在样本中具有稳健性。