通过脉动揭示了天琴座RR恒星的质量

天琴座RR恒星是古老的脉动恒星，它们在核心中燃烧氦作为燃料。它们的祖先与我们的太阳相似，但它们现在比我们的太阳更大、更亮。我们知道银河系中有数十万颗RR天琴座恒星，我们可以利用它们来研究我们的星系自形成以来是如何演化的。然而，迄今为止，天文学家还没有完成一项基本测量：迄今为止，还没有可靠的方法来确定天琴座RR恒星的质量。

天琴座RR星也是脉动恒星，脉动由称为卡伯机制的“恒星引擎”驱动：恒星内部含有部分电离氦的次表面层调节离开恒星核心的能量的过程。该层充当热机，因此当波在其内部传播时，脉动恒星的包层会周期性地膨胀和收缩。天文学家将这种现象观察为亮度的周期性变化。

通过特定恒星传播的波类型取决于恒星内部的物理条件。因此，我们可以根据恒星的脉动来研究恒星的内部特性，就像通过地震学研究地球内部一样。就恒星而言，这个领域称为星震学。

多年来，天琴座RR星被认为是简单的径向脉动星：在脉动过程中保持球对称性的恒星。由于仅存在两种脉动模式，因此不可能通过星震学来研究它们，星震学需要识别多种脉动模式。

然而，在过去十年中，出色的地面和天基观测彻底改变了我们对天琴座RR恒星的看法。这些现代观测表明，天琴座RR星可以具有额外的非径向周期性，只是振幅非常小。

这些模式的起源长期以来一直未知，但越来越多的恒星显示出这些周期性，促进了一种假设的发展，即观测到的信号是由8或9度脉动的非径向模式引起的。这意味着8或9条节点线将表面划分为不同的区域。以前认为对于遥远的恒星来说，这种程度的模式是无法观测到的。

尽管如此，这些新发现的脉动​​模式使得能够应用星震方法来研究天琴座RR星，特别是解决长期存在的质量测量问题。幸运的是，有了这些额外的非径向模式，如果理论正确，就可以使用星震学来估计天琴座RR恒星的质量。

该质量测定程序由Drs成功执行。HenrykaNetzel、LászlóMolnár和MeridithJoyce是匈牙利布达佩斯Konkoly天文台的研究人员，研究七颗受良好约束的RRLyrae恒星。他们将开普勒、TESS和盖亚太空望远镜的高精度观测结果与这些恒星的恒星脉动理论模型相结合，以测试天琴座RR恒星高阶模式背后的理论。

通过独立的观测，他们确定了对物理参数的限制，例如观测到的这些恒星的亮度或金属丰度。然后，他们使用MESA-RSP恒星脉动代码计算了RRLyrae恒星沿各种参数(例如光度、金属丰度、温度，以及最重要的质量)的理论模型网格，并测试了此类模型是否会显示脉动，如果那么，不同模态的脉动周期是多少。

主要作者Netzel博士(现为瑞士洛桑洛桑联邦理工学院博士后)及其同事在《皇家天文学会月刊》杂志上发表的研究结果表明，使用所提出的识别方法可以成功再现天琴座RR恒星的周期性8-9度非径向模式。

作者成功推导出所研究恒星的星震质量，范围为0.5至0.85个太阳质量，与恒星演化模型和其他间接估计质量方法的预测非常吻合。他们现在计划扩展这项研究，并使用这种新方法来确定其他天琴座RR脉动器的质量，并将它们与恒星生命的天琴座RR阶段之前和之后的演化阶段的恒星质量进行比较。