近期，針對(duì)球狀星團(tuán)中元素豐度異常現(xiàn)象（也被稱為“多星族現(xiàn)象”），云南天文臺(tái)大樣本恒星演化組博士研究生魏丹丹、王博研究員和姜登凱研究員等人發(fā)現(xiàn)了小質(zhì)量雙星的穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移這一形成機(jī)制。該成果發(fā)表在今年4月出版的《皇家天文學(xué)會(huì)月刊（MNRAS）》上。
球狀星團(tuán)是由成千上萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)顆恒星組成，外貌呈球形的恒星集體。一般認(rèn)為球狀星團(tuán)是單星族的理想模型，也就是說(shuō)同一星團(tuán)里所有恒星的表面豐度是一致的。球狀星團(tuán)元素豐度異常現(xiàn)象是指：在同一個(gè)星團(tuán)中，不同恒星的表面輕元素豐度（如碳、氮、氧、鈉等）并不一致，呈現(xiàn)著不同程度的彌散，甚至是反相關(guān)的現(xiàn)象（例如鈉-氧反相關(guān)，碳-氮反相關(guān)等）。這些觀測(cè)現(xiàn)象與人們對(duì)球狀星團(tuán)的傳統(tǒng)認(rèn)知相違背。近年來(lái)，研究人員已經(jīng)提出多種模型試圖解釋這一有趣的現(xiàn)象，但對(duì)于元素豐度異常的起源仍然沒(méi)有定論。
魏丹丹等人運(yùn)用恒星演化程序，在考慮了星風(fēng)、對(duì)流、磁滯等情況下，進(jìn)行了大量的雙星演化模型計(jì)算。他們研究發(fā)現(xiàn)小質(zhì)量雙星系統(tǒng)（雙星中大質(zhì)量星的初始質(zhì)量為0.9~1.9個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量）在經(jīng)歷穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移后，吸積物質(zhì)的子星表面會(huì)表現(xiàn)出不同程度的豐度異常，例如：Na豐度增加和O豐度降低等，并且與球狀星團(tuán)觀測(cè)的豐度異常基本符合。
這一結(jié)果表明，小質(zhì)量雙星穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移通道可以產(chǎn)生豐度異常恒星，能夠解釋球狀星團(tuán)中部分的多星族現(xiàn)象。該研究成果有助于進(jìn)一步了解球狀星團(tuán)的形成和演化。
該成果受到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助。
論文鏈接
圖為雙星穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移通道。Main sequence、Hertzsprung Gap分別表示恒星處于主序和赫氏空隙階段，White Dwarf表示白矮星。
