利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)3133顆光譜雙星以及132顆光譜三星

利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)的中分辨率光譜數(shù)據(jù)，來(lái)自國(guó)家天文臺(tái)等單位的研究人員發(fā)現(xiàn)了3133顆光譜雙星以及132顆光譜三星，并精確測(cè)量了它們的視向速度，其中95%為最新發(fā)現(xiàn)的多星系統(tǒng)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國(guó)際知名天文期刊《天體物理學(xué)報(bào)增刊》。

“這是迄今最大的具有時(shí)域光譜信息的多星星表，為開(kāi)展相關(guān)研究提供了具有科學(xué)傳承價(jià)值的資源。”11月11日，中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員施建榮告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

銀河系中約有一半的恒星處于雙星系統(tǒng)中。通過(guò)測(cè)光和光譜觀測(cè)，科研人員可以得到雙星準(zhǔn)確的軌道參數(shù)、恒星質(zhì)量以及半徑等信息。“雙星系統(tǒng)中可能發(fā)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)移也使其演化變得極其復(fù)雜。雙星是研究恒星乃至銀河系形成與演化的重要成員。”施建榮說(shuō)道。

傳統(tǒng)上，發(fā)現(xiàn)雙星系統(tǒng)的主要手段之一是掩食法，正如日食是因?yàn)樘?yáng)被月亮遮擋，雙星系統(tǒng)中兩顆子星在相互繞轉(zhuǎn)的時(shí)候也會(huì)相互遮擋。“但由于雙星軌道存在傾角，傾角越大越難發(fā)生掩食，因此很多雙星系統(tǒng)不能利用測(cè)光觀測(cè)到。”施建榮說(shuō)，而光譜觀測(cè)則可以將這些沒(méi)有發(fā)生掩食的雙星證認(rèn)出來(lái)。

更重要的是，光譜觀測(cè)可以提供雙星的軌道參數(shù)以及恒星大氣參數(shù)等信息，再結(jié)合測(cè)光數(shù)據(jù)，便可以確定恒星質(zhì)量、半徑和光度等其它重要信息。此外，還存在一些特殊的雙星系統(tǒng)，該系統(tǒng)中存在一顆“看不見(jiàn)”的子星，通過(guò)光譜觀測(cè)可以發(fā)現(xiàn)并推測(cè)出這顆子星的質(zhì)量。

如果這顆“看不見(jiàn)”的子星是一顆白矮星，它最終有可能演化成為超新星;如果子星質(zhì)量足夠大，則甚至可能是一個(gè)黑洞。“因此，隨著LAMOST等大規(guī)模光譜巡天項(xiàng)目的數(shù)據(jù)不斷積累，通過(guò)光譜方法研究雙星系統(tǒng)中致密子星也成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。”中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)星云計(jì)劃研究員閆宏亮說(shuō)。

利用交叉相關(guān)函數(shù)的方法，研究人員對(duì)LAMOST DR7的中分辨率光譜進(jìn)行了視向速度的測(cè)量，找出了擁有兩個(gè)或三個(gè)視向速度成分的光譜。最終證認(rèn)出了3000多顆光譜雙星和三星系統(tǒng)，并給出了不同觀測(cè)時(shí)刻各子星的視向速度值。

論文第一作者、中科院國(guó)家天文臺(tái)博士生李春乾說(shuō)，得益于LAMOST時(shí)域巡天項(xiàng)目，這些被證認(rèn)出的多星系統(tǒng)中超過(guò)2500個(gè)目標(biāo)包含了多次觀測(cè)的數(shù)據(jù)，其中525顆光譜雙星和31顆三星被觀測(cè)了至少6次。因此，基于LAMOST數(shù)據(jù)發(fā)布的這個(gè)迄今最大的具有時(shí)域光譜信息的多星星表，為進(jìn)一步推動(dòng)雙星比例和性質(zhì)等問(wèn)題的研究提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，這也展示了LAMOST中分辨率光譜巡天在光譜多星研究方面的威力。

據(jù)推測(cè)，研究團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)每年可在LAMOST中分辨率光譜數(shù)據(jù)中找出約1500顆新的光譜多星系統(tǒng)。“隨著LAMOST中分辨率光譜觀測(cè)的開(kāi)展，越來(lái)越多具有時(shí)域光譜信息的多星系統(tǒng)將會(huì)被發(fā)現(xiàn)。”李春乾說(shuō)道。(陸成寬)