Timing the r-process Enrichment of the Ultra-faint Dwarf Galaxy Reticulum II - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astrophys.J. Année : 2023

Timing the r-process Enrichment of the Ultra-faint Dwarf Galaxy Reticulum II

Joshua D. Simon
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Thomas M. Brown
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Burçin Mutlu-Pakdil
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Résumé

The ultra-faint dwarf galaxy Reticulum II (Ret II) exhibits a unique chemical evolution history, with % of its stars strongly enhanced in r-process elements. We present deep Hubble Space Telescope photometry of Ret II and analyze its star formation history. As in other ultra-faint dwarfs, the color–magnitude diagram is best fit by a model consisting of two bursts of star formation. If we assume that the bursts were instantaneous, then the older burst occurred around the epoch of reionization, forming ∼80% of the stars in the galaxy, while the remainder of the stars formed ∼3 Gyr later. When the bursts are allowed to have nonzero durations, we obtain slightly better fits. The best-fitting model in this case consists of two bursts beginning before reionization, with approximately half the stars formed in a short (100 Myr) burst and the other half in a more extended period lasting 2.6 Gyr. Considering the full set of viable star formation history models, we find that 28% of the stars formed within 500 ± 200 Myr of the onset of star formation. The combination of the star formation history and the prevalence of r-process-enhanced stars demonstrates that the r-process elements in Ret II must have been synthesized early in its initial star-forming phase. We therefore constrain the delay time between the formation of the first stars in Ret II and the r-process nucleosynthesis to be less than 500 Myr. This measurement rules out an r-process source with a delay time of several Gyr or more, such as GW170817.
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hal-04006443 , version 1 (03-03-2023)

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Citer

Joshua D. Simon, Thomas M. Brown, Burçin Mutlu-Pakdil, Alexander P. Ji, Alex Drlica-Wagner, et al.. Timing the r-process Enrichment of the Ultra-faint Dwarf Galaxy Reticulum II. Astrophys.J., 2023, 944 (1), pp.43. ⟨10.3847/1538-4357/aca9d1⟩. ⟨hal-04006443⟩
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