近期,厦门大学顾为民教授团队基于LAMOST DR12的光谱数据,对Be星开展了系统搜寻与分析,新发现了141个经典Be星和13个经典Be星双星。该成果是研究人员依托LAMOST海量、多历元的光谱数据优势所取得。相关论文已被国际天文期刊《天体物理学报增刊》(ApJS)接受发表。
研究背景
经典Be星是快速旋转的B型恒星,因恒星的高速自转抛射出的物质在恒星的赤道外围形成星周盘(如图1所示),星周盘中能产生光谱中可见的巴尔末发射线。天文学家已提出多种理论解释经典Be星的高速自转成因,目前学界主流认为大多数经典Be星通过双星相互作用产生:恒星可通过吸积演化后的伴星,获取角动量而加速自转。扩大经典Be星和经典Be星双星样本对探究经典Be星起源乃至检验恒星演化理论具有基础性科学价值。

图1:经典Be星的示意图,恒星被包裹在星周盘中。
基于LAMOST的新发现
LAMOST DR12已积累近3000万条光谱,对大量目标进行过多次观测。研究人员通过LAMOST低分辨率数据库提供的光谱分类信息,获得14981颗B型星,随后分析初筛源的光谱特征。通过设置目标源的光谱需表现出强Hα发射线且不表现出禁线发射线的标准,初筛得到538个经典Be星。在通过文献交叉、查看目标源在赫罗图中的位置等检验手段去除可疑目标之后,最终证认了504个经典Be星,其中141个为新发现的。图2展示了LAMOST对这些经典Be星的观测次数分布。这些经典Be星平均被LAMOST观测了6.2次,这使得监测它们的视向速度变化成为可能。该研究通过检查目标源是否存在显著视向速度变化,发现了14个经典Be星双星系统,其中13个为新发现的。研究人员使用类高斯模型拟合谱线轮廓测量了13个新发现的经典Be星双星系统的视向速度,发现它们在已有的光谱中的最大视向速度变化幅度从20 km/s至130 km/s不等。

图2:(a) LAMOST对504颗经典Be星的总观测次数分布;(b) LAMOST低分辨率巡天对这些经典Be星的总观测次数分布;(c) LAMOST中分辨率巡天对这些经典Be星的总观测次数分布。
这些经典Be星主要分布在银河系低纬度区域,反银河系中心方向——这一空间分布趋势在新发现和已知源中均有体现,如图3所示。

图3:经典Be星的空间分布。新发现的经典Be星以圆圈标记,已知的经典Be星则以叉号标记。经典Be星在银河平面以上的高度通过相应标记的颜色表示。红色五角星标记太阳。
基于LAMOST的未来展望
过去发现的经典Be星双星主要为X射线双星,其中已被确认类型的伴星多为中子星。但对非X射线源,天文学家主要通过紫外特征和高角分辨技术来确认伴星的存在,由此发现的伴星为高温的剥离星。依托LAMOST的多历元光谱,可预期未来能通过动力学发现更多非X射线源且不限伴星类别的经典Be星双星。
该研究工作得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金重点项目的资助。