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近日，清華大學(xué)物理系王曉鋒教授團隊利用清華大學(xué)—馬化騰巡天望遠鏡，在距離地球約8800光年處發(fā)現(xiàn)一顆亮度為太陽近100倍的奇特藍色大振幅脈動變星（BLAP），對其開展了詳盡觀測分析，首次解密了此類神秘天體產(chǎn)生強烈脈動的物理起源。該源的發(fā)現(xiàn)和研究對進一步完善恒星的脈動和演化理論以及深入理解Ⅰa超新星前身星系統(tǒng)等有重要意義。
BLAP代表一類罕見的具有異常大振幅與極端短周期的高溫脈動變星。盡管人類研究脈動變星的歷史已經(jīng)跨越百年，但是這類罕見的脈動變星直至2017年才被光學(xué)引力力透鏡實驗（OGLE）發(fā)現(xiàn)。在OGLE監(jiān)測的10億顆星中，僅有14顆被證認為BLAP。這些BLAP的表面溫度是太陽的5至7倍，并且能在短短半小時內(nèi)因膨脹和收縮造成超過20%的光度變化。由于已知的BLAP甚少、觀測數(shù)據(jù)匱乏，天文學(xué)家們對BLAP的物理起源存在巨大的爭議。國際上存在兩種主流觀點，一類是認為BLAP是中心為氦核的白矮星前身，即它們已經(jīng)停止燃燒并且將演化為氦核白矮星；而一類則認為BLAP是在雙星演化過程中氫包層被剝離的處于中心氦燃燒階段的熱亞矮星。
清華大學(xué)-馬化騰望遠鏡（以下簡稱TMTS）是王曉鋒教授團隊在馬化騰基金及清華大學(xué)物理學(xué)堂班等經(jīng)費支持下建立起的一架獨特設(shè)計的多鏡筒光學(xué)巡天設(shè)備。TMTS項目以1分鐘的頻率凝視宇宙星空，在兩年時間內(nèi)獲取了超過1000萬顆恒星的短時標(biāo)光數(shù)據(jù)，其中包括了一個脈動周期僅為18.9分鐘的BLAP （以下簡稱TMTS-BLAP-1）。合作團隊利用位于夏威夷的10米凱克（Keck）望遠鏡進行連續(xù)光譜觀測發(fā)現(xiàn)該源與具有低表面引力和氦富包層的BLAP十分相似，并據(jù)此判斷它是一顆最短脈動周期的低引力BLAP。有趣的是，結(jié)合國際巡天項目的長期光學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，TMTS-BLAP-1的脈動周期正以每千年2.5秒的速度變長，這挑戰(zhàn)了當(dāng)前主流的BLAP物理模型。通過模型計算，研究團隊發(fā)現(xiàn)該周期變化與之前被忽略的殼層氦燃燒的熱亞矮星模型非常符合。TMTS-BLAP-1的特殊脈動周期和奇異的周期變化率表明它正處于熱亞矮星的氦殼層點燃階段，正經(jīng)歷類似熱亞矮星的“赫茲伯倫間隙”的快速演化時期。
上述研究成果以“一顆正在穿越熱亞矮星‘赫茲伯倫間隙’的藍大振幅脈動變星”為題發(fā)表于《自然?天文學(xué)》雜志。王曉鋒教授為本文的通訊作者，物理系博士后林杰為本文的第一作者，論文主要合作者還包括中國科學(xué)院云南天文臺的吳程遠助理研究員（原清華大學(xué)物理系博士后）及吳濤研究員等、澳大利亞國立大學(xué)的熊赫然博士、捷克科學(xué)院天文研究所的皮特尼米特研究員以及美國加州伯克利大學(xué)天文系菲利彭科教授團隊等研究人員。本項目得到國家自然科學(xué)基金重點項目、馬化騰基金、北科院北科學(xué)者項目以及科學(xué)探索獎等的資助。
關(guān)鍵詞： 脈動變星
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