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郭守敬望远镜“加持” 这类特殊恒星的形成机制被“破解”

郭守敬望远镜“加持” 这类特殊恒星的形成机制被“破解”
2021-12-14 17:55:30 来源:科技日报

科技日报记者 陆成宽

郭守敬望远镜(LAMOST)再立新功!通过研究LAMOST光谱数据,天文学家发现,银河系中有些恒星的年龄算错了!

基于LAMOST光谱数据,来自北京大学、云南大学、中科院国家天文台、德国马普天文研究所等单位的研究人员筛选出一批富含ɑ元素的“年轻”恒星,并对这些恒星的形成机制进行了深入研究。结果表明,这些富含ɑ元素的“年轻”恒星可能起源于双星演化,在本质上,他们是“年老”恒星。相关研究成果发表于国际知名天文学术期刊《天体物理学报》。 

“富含ɑ元素的‘年轻’恒星是一类特殊恒星,这项研究成果使我们对此类特殊恒星的形成有了更进一步的认识。”12月14日,论文第一作者、北京大学物理学院博士研究生张萌告诉科技日报记者。

恒星的元素丰度蕴藏着宇宙演化的重要信息,是“考古”研究银河系形成和演化历史的有力工具。对低质量恒星来说,其表面大多数元素的丰度从诞生时起就保持初始值,在其生命的大部分时间里几乎没有变化。

因此,“恒星的元素丰度,可以说是恒星诞生时间、地点的化石记录。它被广泛用于研究银河系的形成演化历史。”论文通讯作者、北京大学物理学院张华伟研究员说。

作为银河系的主体,银盘通常被认为由两部分组成:一是年轻的薄盘恒星,ɑ元素丰度较低;二是相对年老的厚盘恒星,具有较高的ɑ元素丰度。

然而,近年来一些研究工作却发现了一些富含ɑ元素的“年轻”恒星。“这与银河系化学演化模型的预言不一致,因此这类特殊恒星形成机制一直困扰着天文学家。”张华伟强调。

利用LAMOST红巨星样本数据中提供的多种元素丰度和年龄信息,研究人员筛选出了1000余颗富含ɑ元素的“年轻”恒星。经统计分析发现,这类恒星的运动学参数以及ɑ元素、铁族元素等丰度的分布与富含ɑ元素的年老厚盘恒星一致,但样本中的部分恒星具有很高的碳元素和钡元素含量。

“这意味着此类恒星可能从伴星中获得了富含碳和钡元素的物质,这一研究结果支持富含ɑ元素的‘年轻’恒星来源于双星演化的理论模型,富含ɑ元素的‘年轻’恒星和富含ɑ元素的‘年老’恒星具有相同的起源。”张华伟说。

对此,张华伟解释道,这些富含ɑ元素的恒星处于双星系统,吸积伴星物质,从而质量增大,而基于单星演化模型的年龄确定方法使得这类恒星错误地被认为是年轻的。但本质上他们是年老的恒星。  

张华伟表示,这一成果利用具有丰富信息的LAMOST红巨星大样本优势,开展了千余颗富含ɑ元素 “年轻”恒星的统计分析研究,为解决此类恒星一直悬而未决的形成机制问题做出了突出贡献,具有重要的科学意义。 

责任编辑:kj005

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