The Lanthanide Fraction Distribution in Metal-poor Stars: A Test of Neutron Star Mergers as the Dominant r-process Site
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Multimessenger observations of the neutron star merger GW170817 and its kilonova proved that neutron star mergers can synthesize large quantities of r-process elements. If neutron star mergers in fact dominate all r-process element production, then the distribution of kilonova ejecta compositions should match the distribution of r-process abundance patterns observed in stars. The lanthanide fraction (X La) is a measurable quantity in both kilonovae and metal-poor stars, but it has not previously been explicitly calculated for stars. Here we compute the lanthanide fraction distribution of metal-poor stars ([Fe/H] < − 2.5) to enable comparison to current and future kilonovae. The full distribution peaks at log X La ∼ −1.8, but r-process-enhanced stars ([Eu/Fe] > 0.7) have distinctly higher lanthanide fractions: . We review observations of GW170817 and find general consensus that the total , somewhat lower than the typical metal-poor star and inconsistent with the most highly r-enhanced stars. For neutron star mergers to remain viable as the dominant r-process site, future kilonova observations should be preferentially lanthanide-rich (including a population of ∼10% with ). These high-X La kilonovae may be fainter and more rapidly evolving than GW170817, posing a challenge for discovery and follow-up observations. Both optical and (mid-)infrared observations will be required to robustly constrain kilonova lanthanide fractions. If such high-X La kilonovae are not found in the next few years, that likely implies that the stars with the highest r-process enhancements have a different origin for their r-process elements.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».