中國科學家利用刻卜勒星震數據校正恆星表面重力數據

光譜學表面重力與星震學的差異(左:巨星,右:矮星)
恆星表面重力(log g)是恆星物理學中的一個重要參數,但是相對於恆星的其他基本參數,例如有效溫度、金屬豐度而言,目前基於中低分辨率的光譜數據得到的log g精度還有待提高。刻卜勒(Kepler )衛星項目在運行期間獲得了固定天區中一大批恆星的精確星震學參數。

中國國家天文台王靚博士等人將刻卜勒星震學數據與郭守敬望遠鏡得到的光譜學參數(有效溫度、金屬豐度)結合起來,利用貝葉斯方法測定了數千顆恆星的精確物理參數,顯著改善了恆星表面重力的精度。通過比較光譜學和星震學得到的參數,有力地證明了郭守敬望遠鏡在恆星有效溫度和金屬豐度的測定上達到了很高的精度;同時發現對於表面重力,光譜學結果與星震學結果的差異相對於有效溫度具有顯著的相關性,王靚等人據此分別對巨星和矮星建立了相應的改正關係。經計算表明,對於一顆典型的有效溫度為4000K 的K 型巨星,將郭守敬望遠鏡數據應用此關係可以改正最多高達三倍的表面重力系統誤差,以及高達58% 的半徑誤差和距離誤差。因此該研究對利用郭守敬望遠鏡精確測定大樣本恆星在銀河系中的位置和運動速度,以及據此開展的銀河系結構和動力學研究來說至關重要。

另一方面,該研究工作還表明,基於星震學參數和測光方法得到的有效溫度來測定恆星質量的方法存在缺陷,而恆星質量直接影響了帶有行星的系統中行星質量的測定。本項研究中的樣本包括十五顆已經確認存在行星的恆星和二十二 顆可能帶有行星的恆星。將星震學與光譜學結合起來,可以令兩種方法的優勢互補,並可以在恆星參數測定方面發揮出巨大的應用潛能。

【圖、文:節錄自中國科學院國家天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】

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