Characterising the true descendants of the first stars

Auteurs : Irene Vanni, Stefania Salvadori, Ása Skúladóttir, Martina Rossi, Ioanna Koutsouridou

arXiv: 2309.07958v1 - DOI (astro-ph.GA)
26 pages, 22 pictures, resubmitted to MNRAS after moderate revision on August 10
Licence : CC BY 4.0

Résumé : The metal-poor stars in the Galactic halo are thought to show the imprints of the first (PopIII) stars, and thus provide a glance at the first episodes of star formation. In this work, we aim at understanding whether all very metal-poor stars formed in environments polluted by PopIII supernovae (SNe) and at what level. With a general parametric model for early metal enrichment, we study the chemical abundances (from C to Zn) of an environment imprinted by a single PopIII SN. We investigate how these abundances depend on the initial mass and internal mixing of PopIII stars, as well as on their SN explosion energy. We then study how subsequent generations of normal (PopII) SNe affect the PopIII chemical signatures. By comparing the observed chemical abundances with our model predictions, we show that stars with [C/Fe]$>+2.5$ form in environments polluted purely by low-energy PopIII SNe ($E_{\rm SN}<2\times 10^{51}$erg). At lower [C/Fe], stars can be imprinted either by PopIII only, or also by normal PopII SNe. The probability of being enriched by PopII SNe increases as [C/Fe] decreases. When PopII stars contribute more to the pollution, they wash out the diverse chemical peculiarities left by the different PopIII SNe, and the chemical dispersion between their descendants decreases. We conclude that C-normal stars ($\rm [C/Fe] \leq +0.7$) have likely been enriched by PopII SNe at a $\geq 50\%$ level and we identify in the abundance scatter a key diagnostic to pinpoint the signature of PopIII SNe.

Soumis à arXiv le 14 Sep. 2023

Explorez l'arbre d'article

Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel

Accédez également à nos Résumés, ou posez des questions sur cet article à notre Assistant IA.

Recherchez des articles similaires (en version bêta)

En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.