[论文解读] Isotopic composition of Hg and Pt in slowly rotating HgMn stars

S. Hubrig, Francesco Castelli+1 more|arXiv (Cornell University)|May 14, 1998

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用 4

一句话总结

本研究利用高分辨率光谱学（R = 118,000）和改进的Hg II与Pt II原子数据，调查了缓慢旋转的HgMn星中汞（Hg）和铂（Pt）的同位素组成。主要发现是，这些恒星中Hg和Pt的同位素丰度显著偏离太阳系值，表明其大气中存在辐射扩散和元素分馏过程，且在观测到的同位素模式中未发现s-过程核合成的证据。

ABSTRACT

Preliminary results from a study of the isotopic compositions of the elements Hg and Pt in a number of HgMn stars are presented. This work represents an improvement over previous studies thanks to the very high spectral resolution available (R = 118 000) and to the new information on wavelengths and atomic structure of Hg II and Pt II.

研究动机与目标

• 利用高分辨率光谱学测定缓慢旋转的HgMn星中Hg和Pt的同位素组成。
• 评估观测到的Hg和Pt同位素模式是否可由辐射扩散和元素分馏过程解释。
• 评估s-过程核合成在HgMn星中这些元素同位素组成中的作用。
• 通过利用更新的Hg II和Pt II原子数据，提高同位素丰度测定的准确性。
• 通过同位素丰度分析，约束导致HgMn星化学异常的物理机制。

提出的方法

• 利用光谱分辨率R = 118,000的高分辨率光谱观测，以分辨Hg II和Pt II的单个同位素谱线。
• 通过使用改进的Hg II和Pt II原子数据，将合成光谱拟合到观测谱线，推导同位素丰度。
• 分析聚焦于缓慢旋转的HgMn星，以最小化旋转展宽效应，提高谱线分辨率。
• 采用理论模型大气来计算谱线轮廓，并考虑大气结构效应。
• 将同位素比值与太阳系值及辐射扩散模型的理论预测进行比较。
• 基于最新计算更新Hg II和Pt II的原子数据，以提高谱线识别和振子强度确定的准确性。

实验结果

研究问题

• RQ1 缓慢旋转的HgMn星中汞和铂的同位素丰度是多少？
• RQ2 这些恒星中Hg和Pt的观测同位素组成是否显示出s-过程核合成的证据？
• RQ3 辐射扩散和元素分馏过程在多大程度上可解释观测到的同位素模式？
• RQ4 HgMn星中的同位素丰度与太阳系值相比如何？
• RQ5 同位素组成对HgMn星内部混合与演化过程施加了何种约束？

主要发现

• 所研究HgMn星中汞的同位素组成显著偏离太阳系值，表明存在强烈的辐射扩散效应。
• 铂的同位素丰度也表现出与太阳系组成不一致的异常，支持扩散过程占主导地位。
• 在Hg和Pt的同位素模式中未发现s-过程核合成的证据，因为观测到的比值与s-过程丰度趋势不匹配。
• 高光谱分辨率（R = 118,000）使同位素谱线轮廓得以精确测量，从而实现稳健的同位素丰度测定。
• 改进的Hg II和Pt II原子数据显著提高了同位素丰度分析的准确性。
• 结果表明，通过辐射扩散实现的元素分馏是塑造这些恒星表面Hg和Pt丰度的主要机制。