近期，中国科学院云南天文台大样本恒星演化研究团组与马克斯普朗克天体物理研究所等合作团队，在国际天文期刊《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）上发表了一项关于1D和<3D>大气模型下NLTE修正对贫金属恒星Eu丰度影响的研究成果。该研究利用非局部热力学平衡（NLTE）模型，通过测量太阳光谱以及银河系晕和贫金属盘中恒星样本的Eu丰度，并结合银河化学演化（GCE）模型，揭示了NLTE修正对银河系化学演化中Eu元素的影响。该研究基于最新的Eu原子模型，包含更精细的原子能级和更精确的NLTE效应修正，为理解银河化学演化中的元素起源提供了重要信息。

银河系中元素的分布是研究其化学演化的关键，同时也为揭示星系中恒星的形成历史提供了丰富的信息。元素周期表中近三分之二的元素，特别是比铁峰元素更重的元素，都是通过中子俘获核合成过程形成的。中子俘获过程主要包括慢中子捕获过程（s-过程）和快速中子捕获过程（r-过程）。s-过程元素主要在中等质量恒星的渐近巨星分支阶段形成，而r-过程则发生在极端条件下，例如中子星并合或核塌缩型超新星中合成。铕（Eu）是典型的r-过程元素，几乎由快速中子捕获过程合成。研究Eu丰度变化不仅能深入探索中子星并合或核塌缩型超新星爆发等剧烈天体事件，还能为构建银河化学演化模型提供关键信息，从而探索重元素在早期宇宙中的起源。然而，由于NLTE和3D效应在FGKM型恒星中具有显著影响，尤其是对于贫金属的恒星，若忽略NLTE效应可能会导致丰度估计偏差，进而影响对r-过程元素起源的研究。因此采用更精确的NLTE模型对Eu丰度进行测量尤为重要。

该研究通过对4129 Å和6645 Å两条Eu II吸收线的分析，发现NLTE效应对这两条吸收线的丰度测定产生了相反的影响（如图1）：4129 Å吸收线的NLTE修正为正值，即在NLTE模型下测得的Eu丰度高于LTE模型；而6645 Å吸收线的NLTE修正为负值，即在NLTE模型下测得的Eu丰度低于LTE模型。然而，经过NLTE效应修正后，这两条吸收线给出的Eu丰度趋于一致，因此在测定贫金属恒星的Eu丰度时进行NLTE效应修正是必要的。该研究还将NLTE修正后的[Eu/Fe]丰度分布与银河化学演化（GCE）模型进行了对比分析，结果显示NLTE修正使得样本恒星的[Eu/Fe]值略高于LTE模型（如图2），但整体趋势与GCE模型预测趋近一致，可见NLTE修正对GCE模型中的相关参数影响不大。综上所述，该研究结果为银河系化学演化研究提供了重要的参考样本，并对Eu元素的起源提供了观测约束。

该研究成果受到国家自然科学基金等项目的资助。

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图1：NLTE修正对4129 Å和6645 Å两条Eu II吸收线的影响。

图2：基于GCE模型，对比贫金属样本中通过LTE和NLTE模型测得的[Eu/Fe]结果。