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LAMOST发现了一颗罕见的沃尔夫-拉叶星
时间 : 2020-12-21     

近日,国家天文台张伟等人在LAMOST数据中发现了一颗正处于过渡阶段的沃尔夫-拉叶(Wolf-Rayet, WR)星,这颗特殊恒星位于银河系的旋臂中。沃尔夫-拉叶星的寿命仅几十万年,数目非常稀少,而处于过渡阶段的时间仅为万年的量级,从而观测到过渡型的沃尔夫-拉叶星更是十分罕见,到目前为止,已发现的处于过渡阶段的沃尔夫-拉叶星仅为20颗左右。这类恒星对于研究大质量恒星的演化过程,以及寄主星系的化学演化具有重要作用。该成果发表在国际知名天文期刊《天体物理学报》(2020,ApJ,902,62)。    

沃尔夫-拉叶星是一类非常特殊的恒星,质量很大,异常炽热和活跃。一般认为,沃尔夫-拉叶星是由大于25个太阳质量的O型星演化而来。沃尔夫-拉叶星具有极其强烈的星风,速度可达每秒几千公里,其光谱中表现出强且宽的发射线。它的质量损失很快,最终会以超新星爆发终结生命。理论估计银河系中大约有1200颗沃尔夫-拉叶星,但到目前为止,人们只发现了600余颗,仍有一半左右的沃尔夫-拉叶星隐藏在我们的银河系中。沃尔夫-拉叶星一般分为三类:常见的WC型、WN型和WO型,还有一类处于WN型到WC型的过渡阶段。由于该过渡阶段持续时间很短,因此观测到过渡型沃尔夫-拉叶星的概率非常低,难度极其大。    

利用LAMOST光谱数据,张伟等人发现了一颗正处于过渡阶段的沃尔夫-拉叶星,根据位置,将其编号为WR121-16。利用Gaia数据获知它距离地球约2.3万光年,位于离银心1.2万光年的旋臂中。与PoWR理论模型比较,获知该沃尔夫-拉叶星的质量约为7.1个太阳质量,并估算了它的光度、半径、质量损失率及金属丰度等物理参数,发现当前的理论模型并不能同时解释其氮线和氦线的强度。此外,其碳丰度是银河系内WN型碳丰度的20倍左右。    

利用国家天文台兴隆站2.16m望远镜对其进行了后随光谱观测,发现其谱线强度和视向速度没有变化。经分析,研究者认为该沃尔夫-拉叶星不是由WNWC组成的双星,而是一颗正处于从WN型到WC型过渡阶段的单星。  

这颗沃尔夫-拉叶星的发现为这类奇特又罕见的恒星家族增添了新成员,也证实了LAMOST在搜寻稀有天体方面的绝对优势。  
   
    图一:红色五星为该沃尔夫-拉叶星在银河系中的位置,黄色圆点为太阳所在位置。 https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1608269732169&di=df60ef1f9215a49218a92336a3e0a21e&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fpic.big5.dbw.cn%2F0%2F08%2F96%2F49%2F8964903_699112.jpg