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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(jìn)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(jìn)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(tuán)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?！拔覀兊陌l(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(jī)制具有重要的科學(xué)意義?！痹｝堈f。
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(tuán)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(jìn)一步的研究。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.3847/1538-3881/acaf07
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