北师大天文系本科生研究成果刊发于《The Astrophysical Journal》

来源：北京师范大学天文系，2022-04-07 14:05

近日，北京师范大学天文系2019级本科生张泽浩在姜碧沩教授的指导下，基于公开释放的大型巡天项目数据，揭示了造父变星脉动模式与金属丰度的关系。该项研究成果以“Dependence of pulsation mode of Cepheids on metallicity”为题在国际一流天文学期刊《The Astrophysical Journal》正式发表。论文的合作者还有齐鲁师范学院任逸博士、中国科学院国家天文台陈孝钿副研究员、王舒副研究员。

理论研究表明，随着金属丰度的增加，恒星的混合长参数增大，意味着对流增强。由于低温恒星的对流存在于表面，对流对基频脉动影响较弱，而更容易抑制浅层的一阶谐频脉动，所以，恒星的脉动模式应该依赖于金属丰度。此前对红超巨星的光变特点的分析也发现了此种迹象。但是，红超巨星的光变不规则，使得其光变周期的计算具有较大的不确定性，导致模式的认证也存在较大的误差，因此得到的结论需要进一步的确认。相对红超巨星而言，造父变星的光变曲线规则、周期确定精确、脉动模式认证可靠，非常适合用来验证脉动模式对金属丰度的依赖。

张泽浩等人首先从OGLE、ZTF、WISE、Pan-STARRS1、DIRECT巡天星表中收集到了大小麦哲伦星系（SMC和LMC）、银河系、三角座星系（M33）和仙女座星系（M31）中的最完备造父变星样本。对于河外星系的造父变星候选体，他们使用Gaia EDR3的天体测量数据判断目标星系的成员星，并根据其在周期-亮度图上的位置，进一步识别了处于基频脉动和一阶谐频脉动模式的源。对于银河系的候选体，他们通过比对天体的几何距离和周光关系距离来筛选出真正的银河系造父变星。张泽浩等人基于上述较为完备和纯净的样本，得到的结论是处于基频和一阶谐频脉动的造父变星数量比随着星系金属丰度的升高而增大，即使考虑到样本不完备性的影响，该趋势也不会发生改变，如图所示。

这项工作得到了国家自然科学基金重点项目（NSFC12133002）和国家级大学生创新创业训练计划（项目号：202110027015）的资助。

论文链接：

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac562b

北京师范大学天文系

张泽浩丨编辑

李雪娥 张泽浩丨审核

文章已于2022-04-08修改