home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / physics / 23662 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-28  |  4.6 KB

  1. Xref: sparky sci.physics:23662 sci.astro:14524
  2. Path: sparky!uunet!pipex!bnr.co.uk!bnrgate!nott!torn!cs.utexas.edu!geraldo.cc.utexas.edu!emx.cc.utexas.edu!not-for-mail
  3. From: ethan@emx.cc.utexas.edu (Ethan T. Vishniac)
  4. Newsgroups: sci.physics,sci.astro
  5. Subject: The Primordial Abundance of Helium
  6. Date: 28 Jan 1993 09:31:26 -0600
  7. Organization: The University of Texas at Austin, Austin, Texas
  8. Lines: 78
  9. Distribution: world
  10. Message-ID: <1k8u8eINNb5p@emx.cc.utexas.edu>
  11. NNTP-Posting-Host: emx.cc.utexas.edu
  12.  
  13.  
  14. Given all the discussion of cosmology and the BB recently
  15. I thought I would contribute something new.  I went
  16. to a talk last Tuesday by Evan Skillman who has been
  17. working for several years on abundances in HII (ionized
  18. hydrogen for you physicists) regions in metal poor
  19. galaxies.  One of the goals of his work has been to
  20. recover the primordial value of the Helium abundance
  21. (that is, before stellar enrichment).  Since HII regions
  22. surround bright and massive stars this quantity is
  23. not directly observable even in the most metal poor
  24. galaxies, but rather one plots the He abundance against
  25. the C, N, or O (the last two usually) and looks for
  26. the zero intercept for the data set.  The significance
  27. of the result is that the standard model of cosmological
  28. nucleosynthesis makes lots of He4, but no C12 (or heavier
  29. atoms).  The exact amount of He4 is tied to the current
  30. temperature of the microwave background (very well determined
  31. now) and the average density of ordinary matter (very poorly
  32. determined except through this argument).  Observations of
  33. abundances of D, He3, and Li7 seem to indicate that
  34. one expects Y_p (the primoridal abundance of He4 by mass fraction)
  35. to be between 0.236 and 0.243.  These limits are difficult
  36. to set firmly, but are probably reasonable. The possibility of
  37. a major revision through the discovery of a systematic error
  38. in previous abundance analyses is always present at some level.
  39.  
  40. On the other hand, previous observations have suggested that Y_p
  41. lies in the range 0.228\pm 0.005.  These observations suffer
  42. from uncertainties in modeling the physical conditions inside
  43. HII regions.  For example there are usually several exciting
  44. stars in bright HII regions and a lot of inhomogeneity in the
  45. emitting gas.  Values far outside this range have been reported
  46. for some metal poor systems, including some that were much
  47. lower, however such reports have been shown to suffer from numerous
  48. problems, including the presence of spectral features due to
  49. the exciting stars which were misinterpreted as part of the HII
  50. regions emission.  Discarding systems for which the necessary
  51. corrections are large one gets the above range, which is discrepant
  52. with the theoretical prediction at the 2sigma level.  Enough
  53. to cause a fair amount of discomfort but not enough to force 
  54. a major revions of the standard model.
  55.  
  56. One of the problems with the analysis of the observational
  57. data is that the low metal end of the line has been determined
  58. by just one or two objects while the objects at greater
  59. metal abundance still show a fair amount of scatter, probably
  60. due to problems of interpretation.  Evan and his collaborators
  61. have succeeded in filling in part of the low metal range
  62. with 10 new systems found in extremely low luminosity galaxies.
  63. The new data is somewhat better, of course, because of
  64. technical improvements.  He found that:
  65.  
  66. 1) The very low metal systems show about the same amount of scatter
  67. as the previous data.  This means that the size of the error for
  68. the intercept has not changed, although its position did change
  69. slightly.  Using the same general analysis as previously he
  70. quoted a Y_p about 1 sigma higher.
  71.  
  72. 2) The emissivities used in previous analyses are slightly in error.
  73. The nature of the error is such that it didn't show up at temperatures
  74. of 10^4 degrees, typical of HII regions in our galaxy, but do at
  75. the higher temperatures typical of very metal poor HII regions.
  76. The revised emissivities are due to Smits and lead to
  77. Y_p=0.239\pm 0.005.  The answer does not seem to depend on whether
  78. Oxygen or Nitrogen is used as the indicator of stellar enrichment.
  79. In fact, although many people have suggested that N is due to secondary
  80. enrichment, no evidence for this is seen in the data.
  81.  
  82.  
  83. The net effect is that the "observed" value of Y_p now sits in the
  84. middle of the predicted range.  Of course, further movements of
  85. comparable size remain possible.
  86. -- 
  87. "Quis tamen tale studium, quo ad primam omnium rerum causam evehimur,
  88. tamquam inutile aut contemnendum detractare ac deprimere ausit?"-Bridel
  89. Ethan T. Vishniac, Dept. of Astronomy, The University of Texas at Austin
  90. Austin, Texas, 78712                   ethan@astro.as.utexas.edu
  91.