Bariumstjärna

En bariumstjärna  är en stjärna i vars spektrum det finns absorptionslinjer av barium Ba II (455,4 nm) och strontium Sr II (421,5 nm). Bariumstjärnor uppvisar också utökade kolspektrallinjer , CH , CN och C 2 molekylära band . För första gången upptäcktes sådana stjärnor av W. Bidelmanoch F. Keenan [1 ] 1951 . Till en början, efter deras upptäckt, ansågs de vara röda jättar , men samma kemiska egenskaper observerades i huvudsekvensstjärnor [2] [3] .

Ursprung

Bariumstjärnor tillhör G- eller K-jättar av spektraltyp med temperaturer som sträcker sig från 4300 till 6500 K. Historiskt har bariumstjärnor varit ett mysterium eftersom, i standardteorin för stjärnutveckling , har jättar av G- och K -spektraltyp inte avancerat tillräckligt i sin evolution att syntetisera kol och grundämnen s -process och blanda dem på deras ytor.

Observationsstudier av radiella hastigheter har visat att alla bariumstjärnor är dubbelstjärnor [4] [5] [6] [7] [8] . Ultravioletta observationer med hjälp av International Ultraviolet Explorer har upptäckt vita dvärgar i vissa bariumstjärnsystem [9] [10] .

Man tror att bariumstjärnor är resultatet av massöverföring i ett binärt stjärnsystem. Massöverföringen inträffade när den för närvarande observerade jättestjärnan var på huvudsekvensen . Dess följeslagare, donatorstjärnan, var en kolstjärna , som låg på den asymptotiska jättegrenen (AGB) och producerade kol och s-processelement inuti dess kärna. Dessa kärnfusionsprodukter föll på dess yta med hjälp av konvektion . En del av denna materia "förorenade" ytskikten av huvudsekvensstjärnan eftersom givarstjärnan förlorade massa sent i sin utveckling på den asymptotiska jättegrenen och blev därefter en vit dvärg . Dessa system observeras på obestämd tid efter massöverföringshändelsen , när givarstjärnan var en vit dvärg under lång tid [11] [12] . Beroende på dubbelsystemets initiala egenskaper kan den förorenade stjärnan befinna sig i olika evolutionsstadier [13] . Upptäckten av stjärnornas dubbla natur löste mysteriet genom att placera källan till deras spektrala särdrag på en medföljande stjärna som var tänkt att producera sådant material. Massöverföringsavsnittet anses vara ganska kort på en astronomisk tidsskala.

Under sin utveckling kommer en bariumstjärna ibland att vara större och svalare än vad som är karakteristiskt för spektraltyperna G eller K. När detta händer är en sådan stjärna vanligtvis av spektraltyp M, men överskottet av grundämnen som härrör från s-processen kan få den att visa en förändrad sammansättning som en eller flera spektrallinjer. Medan stjärnans yttemperatur ligger inom intervallet för spektraltyp M, kan stjärnan visa band av zirkonium och zirkoniumoxid (ZrO) i spektrumet . När detta händer kommer stjärnan att se ut som en "yttre" stjärna av S-typ .

Exempel

Bariumstjärnor inkluderar:

CH-stjärnor  är population II-stjärnor med liknande evolutionärt tillstånd, spektralegenskaper och orbitalstatistik – de anses vara äldre, metallfattiga analoger av bariumstjärnor [14] .

Anteckningar

  1. ↑ Bidelman, W.P. & Keenan, PC ( 1951 ), The B.A. II Stars , Astrophysical Journal ,  vol 114:473 , DOI 10.1086/145488 
  2. ↑ North, Pierre; Jorissen, Alain; Borgmästare, Michel. Binaritet bland bariumdvärgar och CH-subjättar: Kommer de att bli bariumjättar? (engelska)  // Symposium - International Astronomical Union  : tidskrift. - 2000. - Vol. 177 . - S. 269-275 . — ISSN 0074-1809 . - doi : 10.1017/s0074180900002497 .
  3. ↑ Porto de Mello, G.F.; da Silva, L. HR 6094: A Young Solar-Type, Solar-Metallicity Barium Dwarf Star  //  The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1997. - 20 februari ( vol. 476 , nr 2 ). — P.L89–L92 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/310504 . - .
  4. ↑ McClure, R.D.; Fletcher, JM & Nemec, JM ( 1980 ), The binary nature of the barium stars , Astrophysical Journal Letters vol  . 238: L35 , DOI 10.1086/183252 
  5. ↑ McClure, RD & Woodsworth, AW ( 1990 ), Barium- och CH-stjärnornas binära natur. III - Orbital parametrar , The Astrophysical Journal  (Eng.) Vol 352: 709 , DOI 10.1086/168573 
  6. ↑ Jorissen, A. & Mayor, M. ( 1988 ), Radial velocity monitoring of a sample of barium and S stars using CORAVEL - Towards an evolutionary link between barium and S stars?, Astronomy and Astrophysics  , Vol. 198: 187 
  7. ↑ Jorissen, A.; Boffin, HMJ; Karinkuzhi, D.; Van Eck, S.; Escorza, A.; Shetye, S.; Van Winckel, H. Barium och besläktade stjärnor och deras vit-dvärgkamrater. I. Giant stars  (engelska)  // Astronomy and Astrophysics  : journal. - 2019. - 30 maj ( vol. 626 ). — P. A127 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/201834630 . - . - arXiv : 1904.03975 .
  8. ↑ Escorza, A.; Karinkuzhi, D.; Jorissen, A.; Siess, L.; Van Winckel, H.; Pourbaix, D.; Johnston, C.; Miszalski, B.; Oomen, G.M. Barium och besläktade stjärnor, och deras vita dvärgkompisar. II. Huvudsekvens och subgigantiska stjärnor  (engelska)  // Astronomy and Astrophysics  : journal. - 2019. - 22 april ( vol. 626 ). — P. A128 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/201935390 . — . - arXiv : 1904.04095 .
  9. ↑ Dominy, JF; Lambert, DL Har alla bariumstjärnor en vit dvärgkompis? (engelska)  // The Astrophysical Journal  : journal. - IOP Publishing , 1983. - Juli ( vol. 270 ). — S. 180 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/161109 . - .
  10. ↑ Gray, R.O.; McGahee, CE; Griffin, REM; Corbally, CJ Första direkta beviset på att bariumdvärgar har vita dvärgkompanjoner  //  The Astronomical Journal  : journal. - IOP Publishing , 2011. - 4 april ( vol. 141 , nr 5 ). — S. 160 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1088/0004-6256/141/5/160 . — .
  11. ↑ Escorza, A.; Boffin, HMJ; Jorissen, A.; Van Eck, S.; Siess, L.; Van Winckel, H.; Karinkuzhi, D.; Shetye, S.; Pourbaix, D. Hertzsprung-Russell diagram och massfördelning av bariumstjärnor  (engelska)  // Astronomy and Astrophysics  : journal. - 2017. - December ( vol. 608 ). — P. A100 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361/201731832 . - arXiv : 1710.02029 .
  12. ↑ Boffin, HMJ & Jorissen, A. ( 1988 ), Kan en bariumstjärna produceras genom vindtillväxt i en fristående binär?, Astronomy and Astrophysics vol 205: 155 
  13. ↑ McClure, R.D. ( 1985 ), The carbon and related stars, Journal of the Royal Astronomical Society of Canada (engelska) T. 79: 277 
  14. ↑ McClure, R. D. ( 1984 ), The barium stars , Publications of the Astronomical Society of the Pacific  (Eng.) v . 96: 117 , DOI 10.1086/131310 

Länkar