中國天文學家用郭守敬望遠鏡數據對恆星進行紫外輻射普查

中國天文學家用郭守敬望遠鏡數據對恆星進行紫外輻射普查


國家天文台白宇副研究員、劉繼峰研究員基於郭守敬望遠鏡恆星光譜巡天樣本,結合星系演化探測器(Galaxy Evolution Explorer,簡稱 GALEX)紫外巡天數據,對郭守敬望遠鏡巡天樣本庫中的三百餘萬顆恆星進行了紫外對應體證認,並對其紫外輻射性質進行了研究。這是國際上首次對百萬量級恆星樣本的紫外輻射進行系統研究。

恆星是宇宙的基石,人們對恆星的認識主要基於光學波段的電磁輻射,並發展出一系列的理論模型來描述恆星輻射的基本性質。恆星的光學輻射起源於恆星的光球層,主要被熱輻射過程主導;而恆星的高層大氣(例如:色球層、過渡區、冕層),往往被非熱輻射過程主導,溫度更高,從而輻射出紫外光子。這些非熱輻射過程稱為恆星活動,由恆星自身的磁場供給能量,產生耀發、黑子等觀測現象,並導致在紫外波段的觀測結果與理論模型產生偏差。這種偏差是恆星活動的指示器,科研人員可以通過恆星的紫外輻射研究恆星活動。然而,一直以來由於樣本較少,科研人員對恆星的紫外輻射性質知之甚少,對恆星紫外輻射的整體行為特徵更是一無所知。

郭守敬望遠鏡巡天已經產出百萬量級的恆星光譜,為科研人員研究恆星紫外輻射提供了機遇。首先,該研究團隊充分利用郭守敬望遠鏡恆星大樣本,結合GALEX紫外巡天在線數據,證認了三百餘萬顆恆星的紫外對應體。對於GALEX觀測而沒探測到的恆星,開發了基於位置和曝光時間的方法,給出它們的探測上限。其次,結合瑞麗金斯顏色超出和貝塞爾分析的方法給出了這些恆星的消光。研究發現對於有效溫度高於7000K的恆星,理論模型可以很好的表述它們的紫外輻射,但是對於有效溫度較低的恆星,其紫外輻射存在明顯的超出。通過分析該研究團隊發現(FUV-NUV)與紫外超存在線性關係,而且,晚型的矮星有著更顯著的超出。此外,利用研究樣本中被GALEX多次探測到的一百餘萬顆恆星數據,研究團隊還計算了兩個參數來描述它們的紫外光變程度,同時給出基於紫外顏色的白矮星主序雙星候選體,並發現使用包含紫外的顏色可以較好的區分M巨星和M矮星。這對研究恆星基本屬性,探索銀河系的形成與演化有著重要意義。

【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】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學雜誌增刊》

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