國(guó)家天文臺(tái)博士發(fā)現(xiàn)734顆極冷矮星 均系褐矮星候選體

近日，利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡發(fā)布的第7批低分辨率光譜數(shù)據(jù)(LAMOST DR7)，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)博士王有芬與研究員羅阿理等人發(fā)現(xiàn)了734顆極冷矮星，它們都是褐矮星的候選體。相關(guān)研究成果發(fā)表于《天文學(xué)和天體物理學(xué)》。

極冷矮星尤其是褐矮星，是內(nèi)核沒(méi)有穩(wěn)定核聚變的亞恒星天體，或者說(shuō)是一種演化失敗了的恒星，也是近幾十年新興起的前沿研究領(lǐng)域，它們質(zhì)量小，顏色紅，亮度暗，觀測(cè)難度非常大，對(duì)觀測(cè)設(shè)備的要求極高。

“我們發(fā)現(xiàn)的樣本是目前具有均一光譜數(shù)據(jù)和完備參數(shù)信息的最大極冷矮星樣本。”王有芬告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“該成果一定程度上展示了LAMOST在暗端的觀測(cè)能力，證實(shí)了大口徑光譜巡天望遠(yuǎn)鏡研究極冷矮星的可能性。”

早期，在恒星光譜分類(lèi)系統(tǒng)中，M型星是最冷的恒星。后來(lái)，天文學(xué)家在M型星之后又研究定義了新的光譜型L、T和Y的分類(lèi)方法，用于描述極冷矮星的光譜類(lèi)型。極冷矮星是指光譜型為晚型M(M7～M9)及L、T和Y型矮星的統(tǒng)稱(chēng)，它們的絕對(duì)星等非常暗，位于顏色-絕對(duì)星等圖的右下方(如圖)。

從光譜型上來(lái)講，晚型M與早型L的極冷矮星既可能是褐矮星，也可能是普通的小質(zhì)量恒星，這取決于它們本身的質(zhì)量。中晚L型(L3)以后的極冷矮星，質(zhì)量如果在13倍至75倍木星質(zhì)量之間則屬于褐矮星。

王有芬介紹，褐矮星是鏈接恒星與行星的橋梁，在銀河系形成歷史、初始質(zhì)量函數(shù)、熱行星大氣研究等方面都有非常重要的作用。極冷矮星則在研究恒星與褐矮星交界處星體內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)與物理過(guò)程非常重要，因?yàn)樗鼈兞炼群馨?，更容易觀測(cè)發(fā)現(xiàn)它們周?chē)|(zhì)量非常小的類(lèi)地行星，因此它們還是搜尋類(lèi)地行星(巖石行星)的理想候選體。

研究團(tuán)隊(duì)從LAMOST DR7數(shù)據(jù)的70多萬(wàn)M 型星中篩選出一萬(wàn)多條晚型M型恒星，再通過(guò)人工查驗(yàn)和比較，最終挑選出734顆運(yùn)動(dòng)學(xué)年齡在3億年左右、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征與金屬豐度都和銀河系盤(pán)星相似的極冷矮星。

“這個(gè)樣本中三分之二的極冷矮星的光譜信息是首次獲取的，且光譜數(shù)據(jù)具有良好的一致性，因此這是一個(gè)截止目前非常難得的、具有完備參數(shù)信息的極冷矮星大樣本。”王有芬說(shuō)，“這些極冷矮星離我們非常近，80%的成員星都在300光年以?xún)?nèi)，最遠(yuǎn)也只有1174光年;它們的觀測(cè)星等最暗達(dá)到19.2等，平均值為16.2等;有效溫度分布于2600K至3300K之間。這些極冷矮星都是褐矮星的候選體，其中有77顆極具有明顯的鋰吸收線，它們是褐矮星的可能性非常大。”

研究人員還在樣本中發(fā)現(xiàn)，有6顆是第一次被發(fā)現(xiàn)的寬距雙星，理論上它們的伴星質(zhì)量可能更小，因此它們的伴星極有可能是褐矮星。

“該樣本為開(kāi)展觀測(cè)難度非常大的極冷矮星尤其是褐矮星的性質(zhì)及演化具有重要的科學(xué)應(yīng)用價(jià)值。”羅阿理表示，“不久的將來(lái)，隨著LAMOST光譜數(shù)據(jù)的積累以及中國(guó)空間望遠(yuǎn)鏡(CSST)的升空運(yùn)行，我們或許能探測(cè)到更多更遠(yuǎn)的褐矮星，為恒星物理研究領(lǐng)域中相對(duì)空缺的褐矮星形成機(jī)制及內(nèi)部性質(zhì)的研究帶來(lái)更多的契機(jī)。”(作者：沈春蕾)

標(biāo)簽： 國(guó)家天文臺(tái) 極冷矮星 亞恒星天體 光譜數(shù)據(jù)