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LAMOST获取天琴RR变星的超高声速激波现象

天琴RR变星广泛分布于银河系中,属于脉动变星的一类。天琴RR型变星在距离尺度标定中的地位和在恒星结构与演化,银河系的形成和宇宙学上的意义,使得该类变星的实测和理论工作成为天文学中非常重要的领域之一。由于天琴RR变星的膨胀速度很快,因此会产生短暂的超高声速激波。但是此过程时标极短,所以此现象十分罕见。对该现象的观测可以为进一步研究天琴RR变星的内部复杂结构和脉动机制提供重要依据。

LAMOST先导巡天期间共获取40多万颗恒星光谱,利用这些光谱杨帆等人开展了天琴RR变星的搜寻工作。利用交叉相关的方法,对LAMOST先导巡天中多次曝光的光谱进行分析,共获取了157颗天琴RR变星;并成功发现其中3颗天琴RR变星存在超高声速激波的现象。它们的膨胀过程极其剧烈,以至于向外传播的激波因为温度足够高而激发了氢的辐射。下图清晰显示出三颗天琴RR变星在不同相位下的大气运动模式。

 

 

图中展示了三颗巴尔末线视向速度差异低于--50km s-1的天琴RR变星。红、蓝色分别代表同一颗星连续两次曝光的光谱,红色是存在超高声速激波时的光谱,蓝色是膨胀减速、激波消失后的光谱。图中蓝移的发射成分表明了天琴RR变星中超高声速激波现象的存在。

20135月,这一科研成果的论文已被《New Astronomy》杂志接收。

在此之前,天文学家只能从高分辨率光谱中才能观测到天琴RR超高声速膨胀现象,但杨帆等人的研究工作表明,利用LAMOST低分辨和连续多次曝光的巡天光谱,完全可以捕捉到天琴RR超高声速膨胀的罕见时刻。随着LAMOST正式巡天的顺利运行,相信可以获取更大的天琴RR变星样本,为更好地认识和研究天琴RR恒星内部各种复杂的物理机制奠定基础。