在《天体物理学杂志》上发表的一项新研究中,中国科学院云南天文台的李振伟博士及其合作者和周口师范大学的张阳阳博士提出了一种新的大质量热星形成模型。亚矮星,为宇宙中观察到的富含氦的热亚矮星子集提供了解释。

研究人员提出了大质量热亚矮星的新形成模型

热亚矮星是一种极端水平分支恒星。其中一些在紧密双星中发现的恒星被认为是未来星载引力波探测器的潜在引力波源。独特的化学特性,特别是其表面的氦(He)丰度,可以作为理解这些天体形成和演化的宝贵工具。

当供体在红巨星分支(RGB)尖端附近启动传质时,热亚矮星通常是通过与He核心点火的二元相互作用形成的。这种情况称为RGB通道。然而,最近发现的恒星SMSSJ1920(第三颗已知双星由一颗热亚矮星和一颗吸积白矮星组成)与RGB通道相矛盾。

带有蓝移的强CaH线和K线表明该双星可能起源于最近的共同包层喷射(喷射年龄约为10,000年)。相比之下,对于由RGB通道产生的热亚矮星,从共同包络喷射到当前状态的时间跨越了几千万年。

为了解释SMSSJ1920的形成,研究人员提出了一条通往热亚矮星的新路线。这涉及到由渐近巨分支(AGB)星的共同包层抛射过程产生的热亚矮星,称为AGB通道。与RGB恒星的热亚矮星不同,AGB恒星的热亚矮星包含一个巨大的碳和氧(CO)核心、燃烧氦的壳层和氢包层。

研究人员利用最先进的恒星演化代码,构建了来自AGB通道的热亚矮星的演化模型。模拟结果可以解释SMSSJ1920的大部分重要观测参数,如演化年龄、热亚矮星质量、有效温度和表面重力。

AGB通道不仅可以解释SMSSJ1920,还可以解释一些观测到的特殊热亚矮星。AGB通道可以产生质量超过太阳质量0.48倍的热亚矮星。然而,在RGB通道中,大多数热亚矮星的质量小于太阳质量的0.48倍。这表明部分大质量热亚矮星可能源自AGB通道。

此外,研究人员发现,来自AGB通道的热亚矮星通常表现出较高的氦(He)丰度,这可归因于包层中的部分氢燃烧。因此,来自AGB通道的热亚矮星自然可以解释宇宙中观测到的一部分富He热亚矮星。