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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)包含極低質(zhì)量白矮星前身星的雙星系統(tǒng)

2023-03-25 16:11:43
中國科學(xué)報 發(fā)布時間:2023/3/25 0:02:26
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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)包含極低質(zhì)量白矮星前身星的雙星系統(tǒng)

 

近期,中國科學(xué)院國家天文臺和云南天文臺的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個包含極低質(zhì)量白矮星前身星的雙星系統(tǒng),其伴星是一顆不可見的致密天體。日前,相關(guān)研究成果發(fā)表于《天文學(xué)雜志》。

該研究成果證實了LAMOST(郭守敬望遠(yuǎn)鏡)搜尋和研究這類特殊天體的能力,同時也是研究人員利用LAMOST大規(guī)模巡天光譜數(shù)據(jù)的優(yōu)勢,在搜尋致密天體方面取得的又一項重要進展。

根據(jù)現(xiàn)有的恒星演化理論,中小質(zhì)量恒星的最終演化形態(tài)以碳氧核白矮星為主,還有一些大質(zhì)量的氧氖核白矮星,以及小質(zhì)量的氦核白矮星。極低質(zhì)量白矮星是一類氦核白矮星,其質(zhì)量通常小于0.3倍太陽質(zhì)量。

已有的觀測資料顯示,大多數(shù)的極低質(zhì)量白矮星都處于雙星系統(tǒng)中,其初始的主序星質(zhì)量大約為1至1.5倍太陽質(zhì)量之間,之后由于雙星相互作用損失了大部分包層質(zhì)量。當(dāng)物質(zhì)交流結(jié)束,恒星內(nèi)核與包層組成的天體,即極低質(zhì)量白矮星的前身星,可以在近恒定光度狀態(tài)維持較長的時間,并在隨后的演化中進入白矮星冷卻階段。由于極低質(zhì)量白矮星的獨特包層結(jié)構(gòu),其在星震學(xué)、恒星演化及雙星演化領(lǐng)域具有重要的科學(xué)價值。

據(jù)了解,含有致密伴星的短軌道周期極低質(zhì)量白矮星雙星系統(tǒng)是一類重要的連續(xù)引力波源,它們是當(dāng)前以及未來引力波研究中最重要的目標(biāo)源之一。

論文第一作者、中國科學(xué)院國家天文臺高級工程師袁海龍向《中國科學(xué)報》介紹:“我們發(fā)現(xiàn)的這個雙星系統(tǒng)的軌道周期為0.219658天,可見恒星表現(xiàn)出F型主序星的光譜特征。光變曲線的特征表明,這顆可見恒星發(fā)生了顯著的潮汐形變,被拉伸變形成為了水滴狀。”

據(jù)估計,該雙星系統(tǒng)中可見星的質(zhì)量約為0.09倍太陽質(zhì)量。由于該星質(zhì)量小,溫度高,且光譜沒有明顯的發(fā)射線特征,研究團隊認(rèn)為這個可見恒星應(yīng)該是一顆已經(jīng)停止了物質(zhì)傳輸?shù)臉O低質(zhì)量白矮星前身星。

現(xiàn)有的極低質(zhì)量白矮星理論模型和觀測統(tǒng)計都表明,極低質(zhì)量白矮星可能存在一個大約0.14-0.16倍太陽質(zhì)量的質(zhì)量下限。“我們的發(fā)現(xiàn)對極低質(zhì)量白矮星的形成模型提出了新的挑戰(zhàn),對完善極低質(zhì)量白矮星的形成機制具有重要的科學(xué)意義。”袁海龍說。

另外,系統(tǒng)的不可見致密伴星質(zhì)量約為1.0倍太陽質(zhì)量,大概率是白矮星,但也不排除是中子星的可能。為此,研究團隊將繼續(xù)申請國外大望遠(yuǎn)鏡觀測時間,對該雙星系統(tǒng)開展進一步的研究。

相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.3847/1538-3881/acaf07

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極低質(zhì)量白矮星示意圖 Caltech/IPAC供圖

    


 
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近期,中國科學(xué)院國家天文臺和云南天文臺的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個包含極低質(zhì)量白矮星前身星的雙星系統(tǒng),其伴星是一顆不可見的致密天體。日前,相關(guān)研究成果發(fā)表于《天文學(xué)雜志》。

該研究成果證實了LAMOST(郭守敬望遠(yuǎn)鏡)搜尋和研究這類特殊天體的能力,同時也是研究人員利用LAMOST大規(guī)模巡天光譜數(shù)據(jù)的優(yōu)勢,在搜尋致密天體方面取得的又一項重要進展。

根據(jù)現(xiàn)有的恒星演化理論,中小質(zhì)量恒星的最終演化形態(tài)以碳氧核白矮星為主,還有一些大質(zhì)量的氧氖核白矮星,以及小質(zhì)量的氦核白矮星。極低質(zhì)量白矮星是一類氦核白矮星,其質(zhì)量通常小于0.3倍太陽質(zhì)量。

已有的觀測資料顯示,大多數(shù)的極低質(zhì)量白矮星都處于雙星系統(tǒng)中,其初始的主序星質(zhì)量大約為1至1.5倍太陽質(zhì)量之間,之后由于雙星相互作用損失了大部分包層質(zhì)量。當(dāng)物質(zhì)交流結(jié)束,恒星內(nèi)核與包層組成的天體,即極低質(zhì)量白矮星的前身星,可以在近恒定光度狀態(tài)維持較長的時間,并在隨后的演化中進入白矮星冷卻階段。由于極低質(zhì)量白矮星的獨特包層結(jié)構(gòu),其在星震學(xué)、恒星演化及雙星演化領(lǐng)域具有重要的科學(xué)價值。

據(jù)了解,含有致密伴星的短軌道周期極低質(zhì)量白矮星雙星系統(tǒng)是一類重要的連續(xù)引力波源,它們是當(dāng)前以及未來引力波研究中最重要的目標(biāo)源之一。

論文第一作者、中國科學(xué)院國家天文臺高級工程師袁海龍向《中國科學(xué)報》介紹:“我們發(fā)現(xiàn)的這個雙星系統(tǒng)的軌道周期為0.219658天,可見恒星表現(xiàn)出F型主序星的光譜特征。光變曲線的特征表明,這顆可見恒星發(fā)生了顯著的潮汐形變,被拉伸變形成為了水滴狀。”

據(jù)估計,該雙星系統(tǒng)中可見星的質(zhì)量約為0.09倍太陽質(zhì)量。由于該星質(zhì)量小,溫度高,且光譜沒有明顯的發(fā)射線特征,研究團隊認(rèn)為這個可見恒星應(yīng)該是一顆已經(jīng)停止了物質(zhì)傳輸?shù)臉O低質(zhì)量白矮星前身星。

現(xiàn)有的極低質(zhì)量白矮星理論模型和觀測統(tǒng)計都表明,極低質(zhì)量白矮星可能存在一個大約0.14-0.16倍太陽質(zhì)量的質(zhì)量下限。“我們的發(fā)現(xiàn)對極低質(zhì)量白矮星的形成模型提出了新的挑戰(zhàn),對完善極低質(zhì)量白矮星的形成機制具有重要的科學(xué)意義。”袁海龍說。

另外,系統(tǒng)的不可見致密伴星質(zhì)量約為1.0倍太陽質(zhì)量,大概率是白矮星,但也不排除是中子星的可能。為此,研究團隊將繼續(xù)申請國外大望遠(yuǎn)鏡觀測時間,對該雙星系統(tǒng)開展進一步的研究。

相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.3847/1538-3881/acaf07

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