천문·천체물리
"헬륨 증가 법칙"은 보편적이지 않다 — FIRE-3 시뮬레이션으로 본 은하수 질량 은하의 헬륨·금속 증가 관계
별의 나이·질량·조성 추정에 쓰이는 항성 모델은 헬륨 질량분율(Y)과 금속 질량분율(Z)을 선형으로 잇는 고정된 화학 증가 법칙 dY/dZ를 가정하는데, 연구진은 FIRE-3 우주론적 바리온 줌인 시뮬레이션으로 은하수 질량 은하의 별에서 이 관계를 조사했다. FIRE-3의 핵합성 산출량 기준으로 금속 생성은 모든 전구성 금속함량에서 중력붕괴 초신성(CCSN)이 주도했고, 헬륨 생성은 Z ≤ 0.1 Zsun에서는 CCSN이, 태양 금속함량 근처에서는 항성풍이 주도했다. dY/dZ의 최적값은 현재 시점에서 고려하는 별의 나이에 따라 약 0.75~2.1 범위로 나타나 평균적으로는 은하수 관측값 범위와 일치했지만, 단일한 "보편적" 증가 법칙은 존재하지 않았다. 또한 dY/dZ 기울기는 은하마다 차이를 보이고 같은 은하 안에서도 우주 시간에 따라 대체로 증가해, 각 은하수 질량 시스템의 형성 역사에 좌우됐다. 연구진은 고정된 핵합성 산출량을 택했음에도 dY/dZ에 편차가 나타난다고 예측하며, 은하수 별 관측 해석도 이러한 맥락에서 이뤄져야 한다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.GA (은하)