中國天文學家在郭守敬望遠鏡數據中現一顆罕見的沃爾夫-拉葉星

中國科學院國家天文台張偉等人在郭守敬望遠鏡數據中發現了一顆正處於過渡階段的沃爾夫-拉葉（Wolf-Rayet）星，這顆特殊恆星位於銀河系的旋臂中。沃爾夫-拉葉星的壽命僅幾十萬年，數目非常稀少，而處於過渡階段的時間僅為萬年的量級，從而觀測到過渡型的沃爾夫-拉葉星更是十分罕見，到目前為止，已發現的處於過渡階段的沃爾夫-拉葉星僅為二十顆左右。這類恆星對於研究大質量恆星的演化過程，以及寄主星系的化學演化具有重要作用。

沃爾夫-拉葉星是一類非常特殊的恆星，質量很大，異常熾熱和活躍。一般認為，沃爾夫-拉葉星是由大於二十五個太陽質量的O型星演化而來。沃爾夫-拉葉星具有極其強烈的星風，速度可達每秒幾千公里，其光譜中表現出強且寬的發射線。它的質量損失很快，最終會以超新星爆發終結生命。理論估計銀河系中大約有一千二百顆沃爾夫-拉葉星，但到目前為止，人們只發現了六百餘顆，仍有一半左右的沃爾夫-拉葉星隱藏在我們的銀河系中。沃爾夫-拉葉星一般分為三類：常見的WC型、WN型和WO型，還有一類處於WN型到WC型的過渡階段。由於該過渡階段持續時間很短，因此觀測到過渡型沃爾夫-拉葉星的概率非常低，難度極其大。

利用郭守敬望遠鏡光譜數據，張偉等人發現了一顆正處於過渡階段的沃爾夫-拉葉星，根據位置，將其編號為WR 121-16 。利用歐洲太空總署蓋亞Gaia數據獲知它距離地球約二萬三千光年，位於離銀心一萬二千光年的旋臂中。與PoWR理論模型比較，獲知該沃爾夫-拉葉星的質量約為7.1個太陽質量，並估算了它的光度、半徑、質量損失率及金屬豐度等物理參數，發現當前的理論模型並不能同時解釋其氮線和氦線的強度。此外，其碳豐度是銀河系內WN型碳豐度的二十倍左右。

利用國家天文台興隆站2.16米望遠鏡對其進行了後隨光譜觀測，發現其譜線強度和視向速度沒有變化。經分析，研究者認為該沃爾夫-拉葉星不是由WN型和WC型組成的雙星，而是正處於從WN型到WC型過渡階段的單星。

這顆沃爾夫-拉葉星的發現為這類奇特又罕見的恆星家族增添了新成員，也證實了郭守敬望遠鏡在搜尋稀有天體方面的絕對優勢。

【圖、文：節錄自中國科學院國家天文台2020年12月21日新聞公佈；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年10月12日出版的《天體物理學報》