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科研人员基于LAMOST光谱呈现热亚矮星的质量分布

  恒星质量是研究恒星演化最重要的参数之一。然而,准确获取恒星的质量却非常困难。近日,湘潭大学雷振新副教授和中国科学院国家天文台赵景昆研究员带领的联合科研团队,利用LAMOST光谱数据获取了664颗热亚矮星的半径、光度和质量等重要物理参数,这是目前最大的具有质量参数信息的热亚矮星样本。基于此,研究团队给出了不同类型的热亚矮星质量分布,并进一步检验和限制了热亚矮星形成的理论模型,这对于我们理解热亚矮星的形成和演化具有重要的科学意义。该成果发表在国际著名天文学期刊《天体物理学报》(2023, ApJ, 953, 122)上。论文链接:点击这里。

  热亚矮星是银河系中一类非常特殊的小质量恒星。这类恒星处于中心氦燃烧阶段,质量大约只有太阳质量的一半,但是表面有效温度可达20000K以上。正常情况下,一颗0.5倍太阳质量的恒星在宇宙年龄内无法通过单星演化达到中心氦燃烧阶段。因此,热亚矮星只可能是通过某些比较特殊的渠道产生的,比如双星演化等,从而热亚矮星的形成问题也引起了天文学家的极大兴趣。

  热亚矮星的质量是非常重要的物理参数,可以直接用来检验和限制热亚矮星的形成模型。尽管目前证认的热亚矮星已经有6000多颗,但是有准确质量参数的热亚矮星非常少。

  雷振新等人利用之前在LAMOST数据库中证认的热亚矮星以及给出的准确大气参数,计算出了恒星表面的光谱能量分布,并通过虚拟天文台海量观测数据获得了它们的测光流量。通过把光谱能量分布和测光流量对比,就可以获得热亚矮星的半径、光度和质量。通过这种方法,科研人员获得了664颗热亚矮星的质量。基于这个目前最大的有质量参数的热亚矮星样本,研究团队给出了不同类型的热亚矮星质量分布,这非常适合用来检验和限制热亚矮星的形成模型。

  

  

图1. sdB型热亚矮星质量分布。品红色点虚线为基于LAMOST光谱给出的质量分布;黑色实线、点线和虚线分别是不同参数下理论模型预测的质量分布。

  

 

  

  

图2.富氦型热亚矮星质量分布。蓝色点虚线为基于LAMOST光谱给出的质量分布;黑色点线为理论模型预测的质量分布。

  
通过对比,科研人员发现sdB型热亚矮星的质量分布和理论模型预测基本一致,峰值质量在0.46倍太阳质量(见图1)。而富氦型的热亚矮星质量分布和理论模型预测差别较大。富氦型热亚矮星被认为是通过双星并合渠道产生,理论模型预测的峰值质量分布较平,在0.5-0.6倍太阳质量之间(见图2);而基于LAMOST光谱给出的富氦型热亚矮星的峰值质量在0.42倍太阳质量左右,远小于理论模型预测值。这一结果表明,富氦型热亚矮星除了通过双星并合渠道产生以外,应该还存在形成渠道,有待于后面进行更加深入地研究。

  国家天文科学数据中心为天文观测设备和研究计划提供数据与技术服务。

  新闻来源:nadc.china-vo.org//mp.weixin.qq.com/s/p9oKZuxhCWL9M6in6C9B8Q

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