文档介绍：河北师范大学
硕士学位论文
贫金属星快中子俘获元素丰度分布研究
姓名:谢革英
申请学位级别:硕士
专业:天体物理
指导教师:张波
20100328
摘要
贫金属星被称作银河系化学演化历史的"化石",研究其中子俘获核合成元
素丰度,对检验核合成理论和探索星系形成早期化学演化具有十分重要的意义。
近年来,AGB 星 s-过程和 r-过程核合成理论的研究已经取得了多方面的进展,
相对而言贫金属星 r-过程核合成场所及相关物理条件仍然是当前核天体物理学
研究领域的重要前沿课题。理论上关于 r-过程核合成场所的研究刚刚起步,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。
本文的研究分为两部分,第一部分是对 r-过程超丰贫金属星重中子俘获元
素丰度分布的参数化研究,旨在建立一种 r-过程超丰贫金属星重中子俘获元素
丰度的计算模型,从理论的角度预言中子俘获元素丰度,探索元素丰度分布的
特征和规律,进一步讨论 r-过程核合成可能的分量过程及场所。
以重元素核合成和星系化学演化理论为基础,以 r-过程重中子俘获元素丰
度形成于两种核合成过程的共同贡献为指导思想,本文提出了弱 r-过程和主要
r-过程分量模型。依据极贫金属典型星中子俘获元素丰度分布能够体现相应核
合成过程的特征,分别把 HD 122563 和 CS 22892-001 作为弱 r-过程和主要 r-
过程的典型星、 Eu 作为纯主要 r-过程产生的典型元素、样品星的观测丰度和
观测误差作为约束,给出丰度计算的参数模型,通过计算得到 78 颗 r-过程超丰
贫金属星样品的分量系数,预言了部分中子俘获元素的丰度。
计算结果表明,(1) r 过程超丰贫金属星重中子俘获元素的丰度来自于主要
r-过程和弱 r-过程的共同贡献。(2) 弱 r-过程星的重中子俘获元素丰度应该考虑
三个过程分量:主要 r-过程、弱 r-过程、弱 s-过程分量的共同贡献。
第二部分是研究不同金属丰度下,贫金属星重中子俘获元素丰度分布与太
阳系的元素丰度做比较,以太阳系的元素丰度分布为标准,将元素丰度核合成
分为弱 s-过程、主要 s-过程、和 r-过程等过程分量,建立参数化模型,本文
选取 Sr、Ba、Eu 分别作为贫金属星弱 s-过程、主要 s-过程、r-过程等不同核
合成的典型元素,并按这三种核合成过程分开太阳系的重元素丰度,在样品星
的观测约束下,研究不同金属丰度区间的贫金属星的重元素丰度分布,以及不
同核合成过程对重元素丰度的贡献。
III
金属丰度越高的贫金属星(-1<[Fe/H]<0),三种中子俘获过程对中子俘获
元素丰度的贡献比例与太阳系的越接近;金属丰度较低的贫金属星
([Fe/H]<-1),其重中子俘获元素主要来自于 r-过程。结果表明,金属丰度越高,
s-week、s-main 过程对较轻的中子俘获元素丰度的贡献就越大,较重的中子俘
获元素主要是由 r、s-main 过程产生;金属丰度较低的极贫金属星中子俘获元
素丰度主要是由 r 过程产生,星系早期 s-week 对元素丰度几乎没有贡献。
本文所涉及的分量系数与恒星演化过程密切相关,参数化方法研究具有明
确的物理意义。

关键词:贫金属星中子俘获核合成过程 r-过程 s-过程
IV
Abstract
Metal-poor stars called a "fossil" provide records of the Galaxy chemical
evolution is great significant to study nucleosynthesis theories and explore
the early galaxy formation. In recent years, discovery of s-process nucleosynthesis
theory of AGB stars has already made more progress than that of r-process. At
present,researching the astrophysical site and physical conditions about r-process
nucleosynthesis of metal-poor stars is still important topics. But the research to the
environment synthesizes of r-process is just start th