新模型和旧模型下NLTE效应随[Fe/H]的变化

研究银河系是如何形成与演化的是当今天体物理研究领域的最基本问题之一，而元素丰度正是用来回溯银河系所经历的复杂化学演化过程的有效示踪。Cu元素作为一种特殊的铁族元素，其银河系中Cu的演化趋势表现出多种特征，被认为可能产生于多种不同的天体物理环境中，但具体细节尚不清楚。因此，对银河系恒星Cu丰度的研究，很可能是解决Cu起源争议的关键。

恒星元素丰度的精确测定，不仅依赖于可靠的恒星大气参数、恒星大气模型等，同时非局部热动平衡（NLTE）效应的影响也尤为重要。真实的恒星大气中，尤其是贫金属恒星大气中，大气层不再处于局部热动平衡（LTE）状态，因此Cu元素的粒子布局数不再适用于玻尔兹曼方程和萨哈方程，需要用统计平衡方程来计算。而可靠的Cu原子模型是计算粒子布局数的基础，也是测定NLTE铜丰度的重要前提，其建立过程涉及很多原子参数，例如原子能级、振子强度、光电离界面等等。其中铜与氢的非弹性碰撞，在前人学者的工作中，均采用经验的Drawin 公式表示，但研究表明，该公式过高估计了两者之间的碰撞速度。那么，在实际应用中，铜与氢的非弹性碰撞，对测定铜的NLTE丰度是否有影响，影响有多大是值得我们讨论的问题。

北京天文馆科学研究部徐晓东博士后及其合作者，根据Belyaev等人在2021年工作中计算的Cu + H 和Cu+ + H- 的非弹性碰撞参数改进了现有的铜原子模型，对一批贫金属星进行了NLTE铜丰度测定，并分析了铜与氢的非弹性碰撞对丰度结果的影响。研究结果表明，相比于以往采用经验公式测定的丰度值，新的碰撞参数将使测定的Cu丰度相对较低，同时NLTE效应也偏小。该研究成果已经发表在著名SCI期刊《天体物理学报》（The Astrophysical Journal）上，论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac84d9

(徐晓东)