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恒星中 Si 丰度研究

恒星中 Si 丰度研究. 施建荣 中国科学院国家天文台 2011.11.27. 提 要. 研究 Si 的 NLTE 效应的意义 Si 原子模型 Si 的 NLTE 效应研究 丰度分析结果 讨论. 研究 Si 的 NLTE 效应意义. 矮星与巨星的 Si 丰度不一样（上图） 贫金属恒星中 Si 丰度随恒星表面温度的增加而降低（下图） Si I 与 Si II 谱线得到的丰度不一致 恒星中红外谱线的非局部热动平衡效应不清楚. 研究 Si 的 NLTE 效应意义. 利用红外谱线研究 Si 丰度的意义 Si I 在红外波段有强的吸收谱线，在贫金属恒星中也可见；

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恒星中 Si 丰度研究

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  1. 恒星中Si丰度研究 施建荣 中国科学院国家天文台 2011.11.27

  2. 提 要 • 研究Si的NLTE效应的意义 • Si原子模型 • Si的NLTE效应研究 • 丰度分析结果 • 讨论

  3. 研究Si的NLTE效应意义 • 矮星与巨星的Si丰度不一样（上图） • 贫金属恒星中Si丰度随恒星表面温度的增加而降低（下图） • Si I 与Si II谱线得到的丰度不一致 • 恒星中红外谱线的非局部热动平衡效应不清楚

  4. 研究Si的NLTE效应意义 利用红外谱线研究Si丰度的意义 • Si I在红外波段有强的吸收谱线，在贫金属恒星中也可见； • SDSS三期高分辨率红外光谱研究银核恒星表面的丰度（红外消光小）；

  5. Si原子模型（I） • 原子能级 (Lab. & TOPbase) 121 levels for Si I 48 levels for Si II Si III ground state • 束缚-束缚跃迁 (TOPbase)，一个禁戒跃迁(3p1S – 4s3P) • 光电离截面、电子碰撞激发和电离、中性氢的碰撞激发和电离 Grotrian diagram for Si

  6. Si原子模型（II） Si I 最低三个能级的光电离截面（虚线：近似公式）

  7. 太阳中Si的NLTE效应 对太阳中红外谱线的分析可以确定与中性氢的碰撞系数 （SH=0.1）

  8. 太阳中Si的NLTE效应 利用实验室的gf值，得到太阳中的Si丰度是7.52±0.05 (Shi et al. 2008, A&A 486 303)

  9. 贫金属恒星中Si的NLTE效应 在贫金属恒星中偏离情况：最低的三个能级布据数比LTE低，而4s3P及Si II的基态比LTE时高。

  10. 贫金属恒星中Si I的NLTE效应 Si I 强谱线(3905及4102)的NLTE效应敏感于表面温度随有效温度的增加而增加：NLTE效应及振子强度的差别可以解释矮星和巨星Si丰度不同的现象；同时也解释了Si丰度随温度的增加而降低的现象（Shi et al. 2009 A&A 503 533）

  11. 恒星中Si II的NLTE效应 Si II谱线的NLTE效应 Si II谱线受NLTE效应很大接近-0.25 dex，而且NLTE效应随有效温度的增加而增大（2011 A&A 534, A103）

  12. Si I和Si II得到的丰度比较 考虑了NLTE效应Si I 和Si II谱线得到的丰度一致

  13. Si I红外谱线的NLTE效应 Si I红外强谱线的NLTE效应 红外Si谱线受NLTE效应较大，确定丰度时必须考虑这个效应，而且这个效应可能依赖于表面重力 …

  14. Si I红外谱线的NLTE效应研究 贫金属恒星HD19445中 两条强的Si I谱线的拟合情况。

  15. Si I光学和红外谱线的结果比较 考虑了NLTE效应后，红外和光学波段的谱线得到的丰度基本一致

  16. 恒星中Si丰度研究结果 • 厚盘和薄盘恒星的[Si/Fe] 明显不同 • 厚盘和晕族恒星[Si/Fe]~0.3 • 存在贫元素的恒星，可能是从外星系吸积而来

  17. 讨 论（I） 确定恒星中Si元素丰度需要考虑NLTE效应： 1、贫金属恒星中 利用强Si I谱线，特别是高温贫金属恒星 2、利用红外Si I谱线，特别对贫金属巨星 3、利用Si II谱线，特别是高温恒星

  18. 讨 论（2） 贫金属恒星中[Si/Mg]~-0.1表明： • 厚盘恒星中Si也是过丰的，可以区分厚薄盘恒星 • Si与Mg是同时产生的，不支持SNＩ产生大量Si。

  19. 谢 谢! sjr@bao.ac.cn

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