球狀星團是由成千上萬甚至數(shù)十萬顆恒星組成,外貌呈球形的恒星集體。近期,中國科學(xué)院云南天文臺大樣本恒星演化組針對球狀星團中元素豐度異?,F(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了小質(zhì)量雙星的穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移的形成機制。這一成果發(fā)表在4月出版的最新一期國際權(quán)威期刊《皇家天文學(xué)會月刊》上。?
圖為雙星穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移通道。Main sequence、Hertzsprung Gap分別表示恒星處于主序和赫氏空隙階段,White Dwarf表示白矮星。(圖片來源:中國科學(xué)院云南天文臺)
球狀星團中元素豐度異?,F(xiàn)象也被稱為“多星族現(xiàn)象”。一般認為球狀星團是單星族的理想模型,也就是說同一星團里所有恒星的表面豐度是一致的。球狀星團元素豐度異常現(xiàn)象是指在同一個星團中,不同恒星的表面如碳、氮、氧、鈉等輕元素豐度并不一致,呈現(xiàn)著不同程度的彌散,甚至是反相關(guān)的現(xiàn)象,如鈉-氧反相關(guān),碳-氮反相關(guān)等。這些觀測現(xiàn)象與人們對球狀星團的傳統(tǒng)認知相違背。近年來,學(xué)界已經(jīng)提出多種模型試圖解釋這一有趣的現(xiàn)象,但對于元素豐度異常的起源仍然沒有定論。?
云南天文臺博士研究生魏丹丹、王博研究員和姜登凱研究員等人,運用恒星演化程序,在考慮了星風(fēng)、對流、磁滯等情況下,進行了大量的雙星演化模型計算。雙星中大質(zhì)量星的初始質(zhì)量為0.9—1.9個太陽質(zhì)量,他們研究發(fā)現(xiàn)小質(zhì)量雙星系統(tǒng)在經(jīng)歷穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移后,吸積物質(zhì)的子星表面會表現(xiàn)出不同程度的豐度異常,如鈉豐度增加和氧豐度降低等,并且與球狀星團觀測的豐度異常基本符合。
這一結(jié)果表明,小質(zhì)量雙星穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移通道可以產(chǎn)生豐度異常恒星,能夠解釋球狀星團中部分的多星族現(xiàn)象。這一研究成果,有助于人們進一步了解球狀星團的形成和演化。
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