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쌍성 중성자별(BNS) 병합과 블랙홀-중성자별(BH-NS) 병합이 우리은하의 r-과정(급속 중성자 포획) 원소 함량에 각각 얼마나 기여하는지를 다룬 연구다. 연구진은 COMPAS(쌍성 종족 합성), SkyNet(핵합성 네트워크), 확률적 다중영역 은하 화학진화(GCE) 모형을 연결한 시뮬레이션을 수행했으며, 중성자별 상태방정식 5종과 블랙홀 스핀을 바꿔도 평균 함량은 크게 달라지지 않는 것으로 나타났다. 질량수 A~130의 두 번째 피크 이전에서는 BNS 병합의 함량이 BH-NS 병합보다 높지만, 질량수가 130을 넘으면 더 낮아진다. 또한 은하 화학진화의 후기 단계에서 유로퓸(Eu) 같은 란타넘족 원소 생산을 지배하는 것은 BNS 병합이며, BH-NS 병합은 우리은하의 Eu/Fe 진화 경로에서 무거운 r-과정 원소에 작은 기여만 한다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
연구진은 금속함량을 시간의 대리 지표로 쓰는 대신, 태양 금속함량에서 잘 결정된 나이를 가진 항성을 직접 활용해 r-과정·s-과정 원소 생성의 지연시간 분포(DTD)를 제약하는 새 방법을 제시했다. LAMOST의 태양 금속함량 얇은 원반 적색뭉치(RC) 항성 10,000개 이상과 고정밀 원소함량을 가진 태양 쌍둥이별 표본을 대상으로, 마그네슘을 기준으로 삼아 [Eu/Mg]와 [Ba/Mg]의 나이에 따른 변화에 멱함수 꼴 DTD를 적용한 화학평형 모형을 맞췄다. 검증 단계로 [Fe/Mg]에 같은 방법을 적용해 철의 약 70%가 t^-1.2로 감소하는 DTD를 갖는 지연 채널에서 온다는 기존 결과를 재현했으며, 현재 생성되는 Eu와 Ba의 약 60%도 강하게 지연된 과정에서 유래하고 두 원소의 지연 생성률은 열핵 초신성과 반대로 지연시간이 길수록 증가하는 것으로 나타났다. 저자들은 마그네슘 기준으로 모형화했고 유도중심 반지름이 다른 항성들에서도 같은 경향이 재현되므로 radial migration의 영향은 적다고 보며, 이것이 확인된다면 중성자별 병합을 넘어서는 지연된 중성자 포획 생성 경로를 시사한다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.GA (은하)