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    科研人員基于LAMOST數據發現了2顆高速自轉的氮超豐O型星
    時間 : 2020-01-15     

    近期,國家天文臺李廣偉副研究員和英國倫敦城市大學Ian D. Howarth教授在LAMOST數據中發現了2顆氮超豐O型星(ON星)并揭示了這類星的起源。該研究工作解決了困擾天文學家們近50年的ON星的起源問題。文章已經在《天體物理學報》(2020,ApJ,888,81)發表。 

    這兩顆星分別被稱為:LS I +61 28 HDE 236672。LS I +61 28是迄今為止,唯一一顆高速自轉的ON矮星;而HDE 236672是目前發現的第三顆高速自轉的ON亞巨星。從它們對應的LAMOST中分辨率光譜中,我們得到其自轉速度分別為298 km/s和253 km/s(見圖1)。 

       

    1 兩顆ON星的HeI 5016線。黑線是LAMOST中分辨率光譜,而紅線是模型。 

     

        ON星是一種非常稀少的,氮超豐的O型星。這種星的氮豐度往往超過同類星的10倍以上,且無法用單星演化模型解釋。自1971年被Nolan Walborn 首次發現以來,它的起源一直是個謎。李廣偉等人整理了所有的具有視向速度及Gaia 視差和自行的ON非超巨星樣本(共12顆),發現: 

    (1) 幾乎所有的ON星相對于本地銀盤具有很大的運動速度。這說明,它們幾乎都起源于雙星交互作用。當主星作為超新星爆炸之后,ON星被沿著軌道的切向拋出。 

    (2) ON巨星的運動方向幾乎與銀道面平行;相比之下,矮星和亞巨星的運動方向幾乎是隨機的,且很多ON矮星和亞巨星在垂直于銀道面的方向上有很大的運動分量。 

    (3) 所有巨星的自轉速度非???,而矮星的自轉速度非常慢。LAMOST發現LS I +61 28是目前唯一一顆自轉速度非??斓?span lang="EN-US" style="font-size: 10.5pt">ON矮星。 

      

        基于上面事實李廣偉等人認為,對ON星的光度分類,并不能反映其所處的演化階段,而是由于它們自轉軸的傾角造成的:由于吸積伴星物質,導致了自身高速自轉,而高速自轉會大大增加赤道附近離心力和赤道半徑,從而大幅度降低赤道附近的有效重力加速度。如果它們的赤道正對著我們,那么我們就會看到高速自轉巨星(小的logg);反之,如果它們的兩極對著我們,那么我們就會看到自轉慢的矮星(大的logg)。 

        至于氮超豐的化學元素組成,那是由于高速自轉會導致星體的化學元素整體混合。這種混合會把表面上的氫燃料帶入核心,而把核心的核聚變產物氮等重元素帶到表面,從而導致了恒星表面上的氮超豐。 

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