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贫金属恒星被誉为核合成和星系化学演化历史的“化石”。研究其元素丰度,对检验核合成理论和探索恒星形成具有十分重要的意义。s-过程已经为人所知:发生在中低质量AGB星,而需要高中子密度环境的r-过程的本质依旧神秘。关于r-过程核合成场所的理论研究刚刚起步,贫金属星不同核合成过程对中子俘获元素丰度的贡献比例仍不清楚。
本文以元素核合成基本理论为基础,用参数化的方法研究了r-过程超丰贫金属星主要r-过程和弱r-过程所占的比例,得到轻元素、铁族元素、轻中子俘获元素和从Ba到Pb的重中子俘获元素的主要r-过程比例Km随着[Eu/Fe]的分布情况。经过比较发现各元素比例基本上是合理有效的,表明r-过程增丰贫金属星至少有两种不同的核合成过程:主要r-过程和弱r-过程共同贡献中子俘获元素的丰度。主要r-过程主要产生重中子俘获元素,对于轻中子俘获元素丰度的贡献则是弱r-过程占有绝对优势。研究还发现各贫金属星样品星各元素的比例系数明显不相等,这说明各核合成过程对中子俘获元素丰度的贡献比例随原子序数的不同而不同,表明这些元素核合成过程可能产生于几个不同的场所。
对早期银河系化学演化研究及轻元素,重中子俘获元素的r-过程模型研究可以看出,s-过程和r-过程都可以分为两个分量,从而分解出两种不同核合成过程的贡献比例并计算其元素丰度。这样就能把核合成过程都能量化到每一个分量系数里,就可以从整体上衡量恒星核合成过程的主要组成,从而知道恒星形成的天体物理环境及场所。虽然这种计算模型还存在不足之处,但是可以肯定,对观测元素很全的r-过程超丰贫金属星来说,这个方法不失为一种行之有效的途径。