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科研人员利用LAMOST白矮星样本系统性搜寻红外超
时间 : 2023-02-03     

近期,厦门大学的研究生汪琳、张小霞助理教授、王俊峰教授等人与北京天文馆合作, 基于LAMOST DR5数据的白矮星样本,系统搜寻了具有红外超出现象的白矮星成员。经分析,研究团队共发现其中50个源的红外辐射超出了白矮星自身的光球辐射,其中37个为首次发现,显著扩充了当前具有红外超出的白矮星样本。这为研究白矮星的红外超现象具有重要的科学意义。该成果已被国际知名天文期刊《天体物理学报》接收。  

所谓红外超(出)是指天体的红外辐射大于相同光谱型天体的正常红外辐射的现象。白矮星是低质量恒星演化到晚期的产物,其光球的连续谱辐射可以近似为白矮星有效温度下的黑体谱。从观测角度而言,具有红外超现象的白矮星,被探测到的红外辐射均超出了白矮星自身的光球辐射。天文学家认为白矮星的红外超现象形成机制可能为:(i)白矮星具有较冷的伴星,如晚M型矮星或褐矮星;(ii)白矮星的尘埃盘;(iii)背景源的污染。  

白矮星-褐矮星双星系统对于揭示褐矮星的形成机制以及“褐矮星沙漠”的起源有重要意义,此类系统迄今仅发现了十个左右。尘埃盘一般认为是小行星受扰动后被白矮星潮汐瓦解形成的,其统计样本对于检验行星系统的长期演化模型有不可或缺的作用。得益于美国Spitzer空间望远镜的中红外观测,目前已知的带尘埃盘的白矮星约有100颗。而基于WISE波段的红外超出,SDSS与Gaia巡天的白矮星样本提供的尘埃盘候选体也仅100个左右。

   
图 1:环绕白矮星的尘埃盘(艺术家形象图;图源:NASA)。  

LAMOST已发布的白矮星数据为进一步扩大红外超样本提供了可能。通过与SDSS、Pan-STARRS、2MASS、UKIDSS、WISE等光学、红外巡天做交叉匹配,结合LAMOST提供的白矮星有效温度和表面重力的测量,科研人员系统拟合了846颗白矮星的能谱分布,并利用白矮星的光学、红外图像初步排除了背景源污染,最终发现了7对白矮星-M型矮星双星、31对白矮星-褐矮星双星以及12个白矮星+尘埃盘候选体。  

未来,对这些新发现的具有红外超现象的白矮星进行后随观测(如高分辨的红外成像、红外光谱),将进一步确认这些红外超的起源,并有望扩大当前十分有限的白矮星-褐矮星双星与尘埃盘样本。  
文章链接:https://arxiv.org/abs/2301.00705