近日，中國科學(xué)院云南天文臺博士研究生李江丹及其導(dǎo)師韓占文院士等人基于LAMOST DR6 和 DR7 中分辨率光譜數(shù)據(jù)，為研究雙星星族統(tǒng)計性質(zhì)設(shè)計了一種全新的方法，并利用該方法對不同光譜型的雙星質(zhì)量比例分布規(guī)律和雙星比例進(jìn)行了研究，并取得了實質(zhì)性進(jìn)展。這為天文學(xué)家研究雙星的形成及演化提供了可靠的依據(jù)。該成果在國際著名期刊《天體物理雜志》（The Astrophysics Journal）發(fā)表。

　　我們對宇宙的了解大多來自于恒星，而宇宙中大約一半的恒星是雙星系統(tǒng)（圖1）。大質(zhì)量恒星中雙星比例可達(dá)到70%，類太陽恒星中雙星的比例大約為44%，但它們?nèi)匀辉陔p星星族中起到了不可忽視的作用。在雙星系統(tǒng)中，兩顆恒星之間的相互作用能夠影響雙星的命運。雙星演化是非常復(fù)雜的過程，對天體物理學(xué)的發(fā)展至關(guān)重要。同時，雙星演化會導(dǎo)致很多重要天體的形成，如Ia型超新星、雙黑洞、雙中子星、毫秒脈沖星、X射線雙星等等。

?

　　圖?1??雙星系統(tǒng)示意圖 （ESO）?

　　??

　　雙星星族的觀測性質(zhì)是許多天體物理研究的基本參量，例如引力波源和Ia型超新星的前身星的研究。雙星星族中雙星比例、質(zhì)量比分布和周期分布等統(tǒng)計性質(zhì)對進(jìn)一步理解和研究雙星演化、雙星相關(guān)天體的形成、恒星及銀河系的形成演化具有重要作用。但一直以來人們對雙星星族的統(tǒng)計性質(zhì)知之甚少，海量LAMOST中分辨率巡天光譜數(shù)據(jù)為研究雙星星族的統(tǒng)計性質(zhì)提供了可能性，尤其是對雙星的質(zhì)量比分布和雙星比例的研究具有絕佳優(yōu)勢。

　　研究人員利用LAMOST DR6和DR7的光譜觀測數(shù)據(jù)，詳細(xì)研究了雙星系統(tǒng)樣本的質(zhì)量比分布及雙星比例。同時研究人員開發(fā)了一種新方法——峰值振幅比（PAR）方法 (圖2）。該方法對雙譜線雙星光譜用交叉相關(guān)函數(shù)得到兩顆星的視向速度及在交叉相關(guān)函數(shù)的峰值振幅A1和A2。在交叉相關(guān)圖中，通過兩個峰值振幅之間的比例與雙星的質(zhì)量比的關(guān)系，可以計算得到雙星的質(zhì)量比?；谠摲椒?，研究團(tuán)隊得到了A型、F型和G型恒星的雙星星族質(zhì)量比分布（圖3）與密近雙星比例。他們發(fā)現(xiàn)周期小于150天，質(zhì)量比在0.6和1之間的密近雙星中，A型星雙星比約為7.6%，F(xiàn)型星雙星比約為4.9%，以及G型星雙星比約為3.7%。換一句話說，則為主星質(zhì)量越小，則其雙星比例越低，但兩顆恒星質(zhì)量更有可能相同或接近。

　　該結(jié)果是研究人員利用LAMOST中分辨率光譜巡天在雙星性質(zhì)研究領(lǐng)域取得的一項重要進(jìn)展工作，對研究雙星演化具有重要的科學(xué)意義，并有助于進(jìn)一步理解雙星及雙白矮星的形成過程。

　　該系列工作得到了國家自然科學(xué)基金重點項目等的資助。

?

????????論文鏈接

圖2??一個關(guān)于雙星系統(tǒng)交叉相關(guān)的例子。在上圖中，我們展示了一個雙星系統(tǒng)的光譜，其主星的有效溫度為Teff 1 = 6 400 K，質(zhì)量比為q = 0.79。下圖是光譜的CCF圖，視向速度范圍為-500到500公里/秒。有兩個峰值A(chǔ)1=0.73和A2=0.61，與這兩個峰值對應(yīng)的速度分別為RV1 = -83 km/s和RV2 = 17 km/s

?

圖3??以太陽為中心，不同距離范圍內(nèi)的雙星的質(zhì)量比密度。在上圖中，我們展示了我們樣本中A、F和G型雙星（黑色方塊、藍(lán)色圓圈和紅色三角形）的質(zhì)量比分布。下圖顯示了類似的分布，樣本分別為對于距離太陽500、1 000和2 000 pc以內(nèi)的雙星（實線、虛線和點線）