中國天文學家發現六百多顆處於特殊演化階段的S型恆星

利用郭守敬望遠鏡發佈的第九批分辨率光譜數據（LAMOST DR9），中國科學院國家天文台研究團隊發現了606顆特殊演化階段的S型恆星，這是自1984年以來一次性搜尋S型恆星數量最多的研究工作。

國家天文台博士研究生陳靜介紹：「在這之前，已發現的S型恆星約有一千多顆，我們的工作擴充了S型恆星的樣本，為進一步研究恆星的演化以及慢中子俘獲過程提供了極佳的資源。這也體現了郭守敬望遠鏡大樣本光譜數據在證認特殊天體方面的優勢。」

早期的天文學家已經發現了一批紅色的星，它們的溫度和光譜型和M型恆星相似，但是光譜中有明顯的氧化鋯（ZrO）分子帶，這種特徵既不符合M型星也不符合碳星的恆星命名為S型恆星。

陳靜告表示，S型恆星是小質量恆星演化過程中從M型恆星向碳星過渡階段的中間產物，它們處於恆星的熱脈衝AGB階段，演化到這個階段的恆星會將碳元素和慢中子俘獲過程中產生的一些重元素傳輸到恆星表面，使得恆星大氣中這些元素的含量不斷增加。根據大氣中碳元素的含量可以區分S型恆星和碳星，碳星中碳元素含量大於1，S型恆星中碳元素的含量一般在0.5到1之間。

後來，隨著越來越多的S型恆星被觀測到，天文學家發現了鎝元素（Technetium）衰變了的S型恆星。這類S型恆星是處於雙星系統中的主星，白矮星為伴星，鎝已經在質量轉移的過程中衰變了。目前S型星分成兩類：一類是內禀S型星，它遵從恆星從M型恆星到S型恆星再到碳星的演化序列，光譜中有锝線；另一類是外賦S型星，它們處於雙星系統中，有一顆白矮星作為伴星，光譜中沒有鎝線。

陳靜等人利用郭守敬望遠鏡第九批分辨率光譜數據以及歐洲太空總署蓋亞（Gaia）衛星項目發佈的第二批科學數據（Gaia DR2），挑選出一百多萬條低溫巨星光譜，然後從中篩選出兩萬多條ZrO帶指數大於0.25的光譜，再利用支持向量機以及人眼檢查的方法，最終挑選出606顆S型恆星，其中有539顆是首次發現。

陳靜說：「這些S型星中很大一部分都是變星或者長周期變星，而且它們基本都分佈在銀緯之間。我們利用視向速度從中挑選出了238顆雙星候選體。」

近幾十年來，關於M型星和碳星的研究較多，但是對於演化階段處於兩者之間的S型恆星的研究卻很少，這批樣本的發現，對於研究恆星從M型恆星到S型恆星再到碳星的演化過程，以及慢中子俘獲過程中重元素增豐以及變星雙星的性質等提供重要的數據支持。

【圖：天體物理學報；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2022年6月2日出版的《天體物理學報》；標題是：S-type Stars Discovered in Medium-resolution Spectra of LAMOST DR9