近日，西华师范大学罗杨平研究员团队和捷克科学院天文研究所Peter Nemeth教授合作，借助中国科学院国家天文台负责运行的郭守敬望远镜（LAMOST）的光谱数据，并结合已有的观测数据，获取了目前最大样本的富氦热亚矮星的碳氮元素丰度的分析，描绘出了迄今最完整的富氦热亚矮星的碳氮元素分布图案，并发现碳元素含量较贫的富氦热亚矮星的形成很可能与金属丰度有关。这为进一步清晰认识富氦热亚矮星的起源问题起到了推动作用，为深入了解热亚矮星的性质具有重要的科学意义。该成果发表在国际天文期刊《天文物理学报增刊》（2024,ApJS,271,21）。论文链接：点击这里。

热亚矮星是一类处于演化晚期的特殊小质量恒星，其中心是一个燃烧的氦核，质量大约为0.5个太阳质量。作为国际引力波探测计划激光干涉空间天线（LISA）可以探测的重要引力波源以及Ia型超新星的重要来源，热亚矮星成为现代天体物理研究中的热点。根据氦丰度，热亚矮星可以分为富氦热亚矮星和贫氦热亚矮星。目前，富氦热亚矮星的起源问题仍是未解的谜团。

图1：包含热亚矮星的双星系统示意图（图源：喻京川）

研究人员从LAMOST DR7挑选出210颗信噪比大于25的富氦热亚矮星，通过拟合LAMOST低分辨率光谱，计算了它们的有效温度、表面重力加速度、氦丰度、碳丰度和氮丰度。图2显示了LAMOST富氦热亚矮星样本在有效温度和碳丰度平面、有效温度和氮丰度平面中的分布图案。与已有的结果相比较，研究团队发现LAMOST富氦热亚矮星样本显示出目前最完整的碳元素和氮元素的丰度分布图案，这进一步推进了人们对富氦热亚矮星起源的认识。

此外，研究人员利用LAMOST光谱测量得到的视向速度信息，并结合Gaia DR3发布的天体位置、视差、自行研究了富氦热亚矮星样本的运动学，给出了银河系薄盘、厚盘、晕星族中富氦热亚矮星的碳元素和氮元素丰度分布图案，发现碳元素在薄盘、厚盘会出现双峰结构，而碳元素含量较贫的热亚矮星几乎不存在于银晕中。观测表明碳元素含量较多与碳元素含量较少的这两类富氦热亚矮星的起源机制完全不一样，碳元素含量较少的热亚矮星起源很可能与金属丰度有关。

图2：富氦热亚矮星的碳、氮丰度分布图案。其中蓝色和绿色表示极端富氦和中等富氦热亚矮星，红色和品红色表示已有的观测结果。

该成果推进了人们认识富氦热亚矮星的起源问题的研究进程，对于深入认识和研究热亚矮星的形成机制具有重要意义。

国家天文科学数据中心为天文设备和观测计划提供数据与技术服务。

新闻来源：LAMOST之声