研究銀河系是如何形成與演化的是當今天體物理研究領(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)歷的復雜化學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的演化趨勢表現(xiàn)出多種特征,,被認為可能產(chǎn)生于多種不同的天體物理環(huán)境中,,但具體細節(jié)尚不清楚。因此,,對銀河系恒星Cu豐度的研究,,很可能是解決Cu起源爭議的關(guān)鍵。
恒星元素豐度的精確測定,,不僅依賴于可靠的恒星大氣參數(shù),、恒星大氣模型等,同時非局部熱動平衡(NLTE)效應(yīng)的影響也尤為重要,。真實的恒星大氣中,,尤其是貧金屬恒星大氣中,,大氣層不再處于局部熱動平衡(LTE)狀態(tài),因此Cu元素的粒子布局數(shù)不再適用于玻爾茲曼方程和薩哈方程,,需要用統(tǒng)計平衡方程來計算,。而可靠的Cu原子模型是計算粒子布局數(shù)的基礎(chǔ),也是測定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、振子強度,、光電離界面等等,。其中銅與氫的非彈性碰撞,在前人學者的工作中,,均采用經(jīng)驗的Drawin 公式表示,,但研究表明,該公式過高估計了兩者之間的碰撞速度,。那么,,在實際應(yīng)用中,銅與氫的非彈性碰撞,,對測定銅的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年工作中計算的Cu + H 和Cu+ + H- 的非彈性碰撞參數(shù)改進了現(xiàn)有的銅原子模型,,對一批貧金屬星進行了NLTE銅豐度測定,并分析了銅與氫的非彈性碰撞對豐度結(jié)果的影響,。研究結(jié)果表明,,相比于以往采用經(jīng)驗公式測定的豐度值,新的碰撞參數(shù)將使測定的Cu豐度相對較低,,同時NLTE效應(yīng)也偏小,。該研究成果已經(jīng)發(fā)表在著名SCI期刊《天體物理學報》(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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