发布时间： 2024-03-19

近期，云南天文台大样本恒星演化团组李振威博士与合作者，提出一种新的热亚矮星形成机制，为部分观测富氦热亚矮星样本提供了理论解释。该研究成果于2024年3月12日发表在国际主流天文期刊《天体物理学》（The Astrophysical Journal）。

热亚矮星是一类氦核燃烧星，位于赫罗图中水平分支的蓝端，是天文学的重要研究对象。大部分热亚矮星被发现于双星系统中，对热亚矮星的研究有助于加深我们对双星演化理论的理解。极短轨道周期热亚矮星双星同时是一类重要的引力波源，其产生的引力波辐射信号有望被未来空间引力波探测器捕获。此外，热亚矮星在银河系结构演化、椭圆星系紫外超、超高速星等天文前沿领域研究中同样扮演着重要角色。

主流模型认为，恒星演化至红巨星（RGB）顶部经历双星相互作用损失包层，最终产生一颗热亚矮星（简称为RGB通道）。然而，该通道明显无法解释最近观测到的一颗特殊热亚矮星双星SMSS J1920。SMSS J1920是目前为止发现的第三颗正在经历物质转移的热亚矮星双星，其光谱中存在的Ca H&K发射线意味着这颗双星大约在1万年前经历过共有包层抛射过程。RGB通道产生的热亚矮星典型演化时标为数千万年，显然与观测结果存在矛盾。

为了解释SMSS J1920的演化起源，科研人员提出一种新的热亚矮星形成通道，即恒星演化至渐近巨星支（AGB）发生共有包层，最终产生一颗热亚矮星双星（简称为AGB通道）。

与RGB通道产生的热亚矮星不同的是，AGB通道下生成的热亚矮星具有碳氧(CO)核、氦壳层以及氢包层（如图1）。研究人员基于数值模拟成功地构造了AGB通道产生的热亚矮星模型，且该模型可以很好地解释SMSS J1920的观测特征。

不仅SMSS J1920，观测中其它特殊热亚矮星也可能来自于AGB通道。研究人员发现，AGB通道下热亚矮星包层中一部分氢元素发生了燃烧，最终会导致表面氢丰度降低而氦丰度增加。这一特性使得AGB通道产生的热亚矮星可以自然地解释一部分观测富氦热亚矮星（如图2）。该工作提出了一个全新的热亚矮星形成通道，为进一步了解不同类型热亚矮星的演化关联提供了新的思路。

该研究成果受到国家自然科学基金杰出青年项目和基础科学中心项目资助。