中子俘获元素丰度与较轻元素丰度的天体物理关联研究

The element abundance paterns and the abundance trends of the neutron-capture elements and light elements in the stars contain the abundant informations about the neutron-capture nucleosynthesis and the Galactic chemical evolution. In this project,based on the classifications and detailed analysis of the the the observed elements abundance of the stars with various metallicity, we will study the astrophysical relationship between the abundances of the neutron-capture elements and the lighter elements to find the more nucleosynthesis informations about the main r-,weak r-,main-s,weak s- process and i-process, by means of the superposition and the decomposition of the element abundances. Furthmore, the contrait chains about the astrophysical sites and physical conditions of the neutron-capture processes can be derived. We will compare the contraits with the calculated results of the stellar evolution and the the neutron-capture nucleosynthesis to determine the astrophysical sites and the physical conditions of the r- process. We will also investigate the astrophysical origins of the r- process elements in CEMP-r/s stars, study the metallicity-dependency of the weak s-process yields and explore trace of primary weak s-process nucleosynthesis, which can promote us to better understand the neutron-capture nucleosynthesis and solve some important problems about the Galactic chemical evolution.

恒星中子俘获元素和较轻元素丰度分布及丰度趋势中蕴含了丰富的中子俘获核合成与星系化学演化的信息。本项目将在对大量各种金属丰度恒星元素丰度观测资料分类整理、全面分析比较的基础上，采用叠加与分解的方法，通过对中子俘获元素丰度及丰度趋势与较轻元素丰度的天体物理关联研究，得到更多与主要r-过程、弱r-过程、弱s-过程及i-过程密切相关的核合成信息，形成关于中子俘获核合成场所及物理条件研究的观测约束链条。将所得结果与恒星演化计算结果及中子俘获核合成计算结果进行详细对比，确定主要r-过程和弱r-过程的相关物理条件及核合成场所，探究CEMP-r/s星中“r-过程元素”的天体物理来源，研究弱s-过程核合成的金属丰度依赖关系并在贫金属星中寻找primary弱s-过程的踪迹，解决一些关于中子俘获核合成及星系化学演化的重要问题。

为解释贫金属星[Eu/Fe]的上下边界，考虑气体云被主要r-过程事件和SN II事件污染。发现[Eu/Fe]上边界可归因于主要r-过程事件的污染，而[Eu/Fe]下边界的形成可归因于SN II-Fe事件的污染。贫金属星[Eu/Fe]的上、下边界反映了形成贫金属星的气体云所受污染的极端情况。研究了r-II星的Ba的奇同位素丰度比，发现这些丰度比与太阳系r-过程比值接近，意味着所有r-过程星的重元素具有相同的天体物理来源。.研究了贫金属星HD 94028的元素丰度起源，发现该星的轻元素和铁族元素主要产生于大质量星的primary过程，从Ge到Te的较轻中子俘获元素主要产生于弱r-过程，而主要s-和主要r-过程机制主导了较重的中子俘获元素Ba到Pb的产生。由于Ge元素不是纯的中子俘获元素，元素As是纯中子俘获元素的起始元素。.研究了大麦哲伦星云星J053253的元素丰度，发现该星的中子俘获元素丰度特征可以用主要r-过程事件与AGB星s-过程抛出物的共同污染解释。另外，J053253的[La/Eu]丰度比低于post-AGB星而与i-过程模型计算结果很接近。因此，i-过程核合成机制也为该星的中子俘获元素丰度的观测特征提供了一种可能的解释。.研究了极贫金属星（[Fe/H]≦-2.5）在[Sr/Ba] vs. [Ba/Fe]二维丰度空间中的分布特征。发现分布区域的右边界可以用主要r-过程和弱r-过程的混合污染解释，下边界可归因于主要r-过程物质的污染，而左边界可归因于弱r-过程物质的污染。右边界附近存在一条Fe-normal带，带中恒星Fe元素主要来自前身星为12-25 M⊙的普通超新星；低Sr星分布在Fe-normal带的左下方，这些恒星的Fe元素部分来自p-存量。极贫金属星 [Sr/Ba]丰度比的离散主要依赖于弱r-过程物质的丰度比。.将弱r-过程星的Fe-族及轻元素观测元素丰度与Heger & Woosley 给出的模型产量比较，发现污染产生弱r-过程星的气体云的超新星前身星质量范围约为10M⊙至23M⊙之间。C元素和s-过程元素均超丰的贫金属星HE 1045+0226的重中子俘获元素来源于主要s-过程；Eu元素来源于主要r-过程，而轻中子俘获元素主要天体物理来源是快速自转大质量星的primary弱s-过程，这从观测的角度证明弱s-过程能够在贫金属环境下发生。