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天文学家基于LAMOST揭示热亚矮星的起源

发表日期:2021-09-27来源:放大 缩小

  近日,西华师范大学罗杨平研究员、王坤副研究员、捷克科学院天文研究所Peter Nemeth博士、中国科学院云南天文台韩占文院士合作利用LAMOSTGaia数据对银河系1587颗热亚矮星进行了研究,给出了银河系晕、薄盘、厚盘以及球状星团中热亚矮星的重要观测特征,揭示了不同环境中热亚矮星的起源。成为该研究领域一项非常重要的实质性进展。该项成果已在国际著名天文期刊《天体物理学报增刊》(2021,ApJS,256,28)发表。 

  热亚矮星是一类处于演化晚期的特殊恒星,它们的中心是一个燃烧的氦核,表面覆盖了一层非常薄的氢包层,它们的质量大约有0.5个太阳质量。 在赫罗图中,它们位于上半主序和白矮星序之间,光谱型类似于OB主序星但光度比后者暗。在球状星团中它们位于水平分支星最蓝端,又被称为极端水平分支星。热亚矮星被认为是椭圆星系和漩涡星系核球紫外超的来源,主导球状星团水平分支形态。其中短周期热亚矮星双星系统被认为是国际引力波探测计划激光干涉空间天线(Laser Interferometer Space Antenna, LISA)可以探测的重要引力波源,并与Ia型超新星前身星有关。除此之外, 它们是研究双星演化最理想的实验室,同样为研究目前非常不清楚的公共包演化物理过程以及潮汐相互作用的物理过程提供了重要的信息。然而,热亚矮星的起源问题却一直是困扰天文学家的一个重要难题。  

  研究人员利用LAMOST DR7光谱,从Gaia DR2 热亚矮星候选体星表中证认出1578颗热亚矮星,给出了热亚矮星的大气参数。综合LAMOST视向速度、Gaia EDR3 视差、自行数据研究了热亚矮星的运动学特征,给出了热亚矮星在银河系晕、厚盘、薄盘中的星族分类,罗杨平等人根据氦元素的含量将热亚矮星分为四个级别:极端富氦热亚矮星(eHe)、中等富氦热亚矮星(iHe)、氦弱热亚矮星(wHe)、贫氦热亚矮星(pHe)。基于此,研究团队给出了银河系晕、厚盘、薄盘中热亚矮星观测统计特征。图1显示了银河系晕、厚盘、薄盘中热亚矮星在有效温度氦丰度平面内的分布特征与银河系里的球状星团ω Cen的比较。最终研究发现:极端富氦热亚矮星(eHe-1)在球状星团中几乎无法形成,在球状星团ω Cen中发现的富氦热亚矮星主要出现在薄盘上,球状星团环境对银晕中的氦弱热亚矮星的形成几乎没有影响。 

  审稿人评价认为:该工作不仅为热亚矮星形成和演化提供了明确的观测限制,更重要的是为解决该领域长期关注的银河系不同场星族和球状星团中热亚矮星起源问题提供了一个重要答案。波茨坦大学Stephen Geier教授评价该工作是热亚矮星研究领域取得的一项重要实质性进展。 

  文章链接:https://doi.org/10.3847/1538-4365/ac11f6 

  

  1银河系晕、厚盘、薄盘、球状星团ω Cen中热亚矮星在有效温度氦丰度平面内的分布。 

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