研究銀河系是如何形成與演化的是當(dāng)今天體物理研究領(lǐng)域的最基本問題之一,,而元素豐度正是用來回溯銀河系所經(jīng)歷的復(fù)雜化學(xué)演化過程的有效示蹤。Cu元素作為一種特殊的鐵族元素,其銀河系中Cu的演化趨勢(shì)表現(xiàn)出多種特征,被認(rèn)為可能產(chǎn)生于多種不同的天體物理環(huán)境中,但具體細(xì)節(jié)尚不清楚,。因此,,對(duì)銀河系恒星Cu豐度的研究,,很可能是解決Cu起源爭(zhēng)議的關(guān)鍵,。
恒星元素豐度的精確測(cè)定,,不僅依賴于可靠的恒星大氣參數(shù)、恒星大氣模型等,,同時(shí)非局部熱動(dòng)平衡(NLTE)效應(yīng)的影響也尤為重要,。真實(shí)的恒星大氣中,尤其是貧金屬恒星大氣中,,大氣層不再處于局部熱動(dòng)平衡(LTE)狀態(tài),,因此Cu元素的粒子布局?jǐn)?shù)不再適用于玻爾茲曼方程和薩哈方程,需要用統(tǒng)計(jì)平衡方程來計(jì)算,。而可靠的Cu原子模型是計(jì)算粒子布局?jǐn)?shù)的基礎(chǔ),,也是測(cè)定NLTE銅豐度的重要前提,其建立過程涉及很多原子參數(shù),,例如原子能級(jí),、振子強(qiáng)度、光電離界面等等,。其中銅與氫的非彈性碰撞,,在前人學(xué)者的工作中,均采用經(jīng)驗(yàn)的Drawin 公式表示,,但研究表明,,該公式過高估計(jì)了兩者之間的碰撞速度。那么,,在實(shí)際應(yīng)用中,,銅與氫的非彈性碰撞,對(duì)測(cè)定銅的NLTE豐度是否有影響,,影響有多大是值得我們討論的問題,。
北京天文館科學(xué)研究部徐曉東博士后及其合作者,根據(jù)Belyaev等人在2021年工作中計(jì)算的Cu + H 和Cu+ + H- 的非彈性碰撞參數(shù)改進(jìn)了現(xiàn)有的銅原子模型,,對(duì)一批貧金屬星進(jìn)行了NLTE銅豐度測(cè)定,,并分析了銅與氫的非彈性碰撞對(duì)豐度結(jié)果的影響。研究結(jié)果表明,,相比于以往采用經(jīng)驗(yàn)公式測(cè)定的豐度值,,新的碰撞參數(shù)將使測(cè)定的Cu豐度相對(duì)較低,同時(shí)NLTE效應(yīng)也偏小,。該研究成果已經(jīng)發(fā)表在著名SCI期刊《天體物理學(xué)報(bào)》(The Astrophysical Journal)上,,論文鏈接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac84d9
圖注:新模型和舊模型下NLTE效應(yīng)隨[Fe/H]的變化
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