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LAMOST中分辨率光谱视向速度精度获国际独立测量验证
时间 : 2022-05-23     

近日意大利Antonio Frasca博士领导的一个国际合作团队对LAMOST-Kepler中分辨率光谱巡天项目的数据进行了独立分析,验证了LAMOST中分辨率光谱巡天在视向速度测量精度方面达到设计指标。这为LAMOST中分辨率光谱巡天的科学研究提供了重要的数据支持,相关成果已被国际知名天文学期刊《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)接收待发表。

研究团队基于LAMOST中分辨率巡天对11Kepler子天区观测获得的14000多条光谱,利用自主研发并升级的软件ROTFIT,测量得出了7000多颗目标恒星的大气参数、视向速度和自转速度。其中有效温度、表面重力和金属度的误差分别为2.5%0.25 dex0.15dex。通过分析红端光谱的线和锂线,他们发现了327颗色球活动恒星,且其自转速度比普通恒星更快;筛选得出194颗富锂巨星和一颗超富锂巨星;发现了98个分光双星和7个分光三体系统。尤为重要的是,他们测量的视向速度精度在光谱信噪比为1050时,分别达到了1.3 km/s0.7 km/s。这与近年来国内多个团队独立获取的视向速度测量精度一致,表明LAMOST中分辨率光谱巡天在视向速度这一关键参数测量精度方面完全达到了设计指标。

20189LAMOST启动了低分辨率(R1800)和中分辨率(R7500)交替进行的二期光谱巡天,截至目前,LAMOST中分辨率光谱巡天已经获取了800万余条光谱数据。LAMOST中分辨率光谱分为蓝、红两端,覆盖波长分别为495 - 535 nm630 - 680 nm。相较于低分辨率,中分辨率光谱巡天的一个重要特色为时域巡天,旨在获取约20万颗目标源60次左右的重复观测(Liu et al. 2020)。这是世界上首次进行的大样本光谱时域巡天计划。

由于分辨率的提升,LAMOST中分辨率光谱数据的一个重要指标是视向速度达到1 km/s的水平。在中分辨率测试阶段,刘念等人(Liu et al. 2019)首次利用一个Kepler子天区的多次曝光数据进行了分析,发现视向速度测量精度在光谱信噪比为20时可达1 km/s。随着中分辨率光谱样本的增加,后续有多个国内团队的独立工作也给出了相似的分析结果(Wang et al. 2019, Zong et al. 2020 , Zhang et al. 2021)。

左图:LAMOST中分辨率蓝端和红端视向速度的外部误差(Frasca et al. 2022);右图:LAMOST中分辨率LASP视向速度的内部误差(Liu et al. 2019

Antonio Frasca博士为第一作者、北师大天文系付建宁教授课题组为主要合作团队的这项研究工作(Frasca et al. 2022)则是首次由国外科研人员牵头给出了LAMOST中分辨率光谱视向速度的精度测量结果。这为LAMOST中分辨率光谱巡天后续的科学研究提供了重要的数据支持,包括双星科学(例如获取双星比例、周期分布等性质)、食双星研究(例如结合空间卫星数据进行轨道求解和磁场活动刻画)、脉动变星分析(例如构建大振幅径向脉动变星的动力学模型和搜索暗伴星),以及致密天体搜寻(如恒星级黑洞、含中子星双星和含白矮星双星)等。

 

文献

[1] Liu, C., Fu, J., Shi, J., et al. 2020, arXiv:2005.07210

[2] Liu, N., Fu, J.-N., Zong, W., et al. 2019, RAA, 19, 075.

[3] Wang, R., Luo, A.-L., Chen, J.-J., et al. 2019, ApJS, 244, 27.

[4] Zong, W., Fu, J.-N., De Cat, P., et al. 2020, ApJS, 251, 15.

[5] Zhang, B., Li, J., Yang, F., et al. 2021, ApJs, 256, 14.

[6] Frasca, A. and Molenda-Zakowicz, J. and Alonso-Santiago, J. and Catanzaro, G. and De Cat, P. and Fu, J.~N. and Zong, W. and Wang, J.~X. and Cang, T. and Wang, J.~T.. 2022, arXiv:2205.04757