科學(xué)家發(fā)現(xiàn)迄今銪元素含量最高的恒星
近期,中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員施建榮團(tuán)隊(duì)聯(lián)合西班牙加納利天體物理研究所、美國(guó)圣母大學(xué)和美國(guó)核天體物理中心的科研人員,在郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)中分辨率光譜中發(fā)現(xiàn)了一顆目前人類已知的銪元素含量([Eu/H])最高的恒星(LAMOST J020623.21+494127.9)。該恒星銪元素含量約是太陽(yáng)銪元素含量的6倍。同時(shí),研究經(jīng)后隨高分辨率光譜觀測(cè)發(fā)現(xiàn),這顆銪元素含量最高的恒星是一顆快中子俘獲過(guò)程元素增豐的薄盤恒星。這是天文學(xué)家首次在銀河系薄盤中發(fā)現(xiàn)此類特殊天體。該成果豐富了科學(xué)家對(duì)銀河系化學(xué)演化的理解,并為探究銀河系形成和演化提供了新視角。相關(guān)研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)報(bào)通訊》上。
快中子俘獲過(guò)程(r-過(guò)程)是恒星快速捕獲中子的一類核反應(yīng)。比鐵重的元素大約一半均由r-過(guò)程產(chǎn)生,而恒星產(chǎn)生的這些元素被稱為r-過(guò)程元素??熘凶臃@過(guò)程是恒星演化過(guò)程中形成重金屬元素的基本途徑之一。盡管雙中子星并合事件已被證認(rèn)可以產(chǎn)生r-過(guò)程元素,但宇宙中r-過(guò)程元素的誕生場(chǎng)所是否唯一存在爭(zhēng)議。因此,研究r-過(guò)程元素高度增豐恒星的重元素含量分布模式是解決這一爭(zhēng)議的關(guān)鍵。此外,這類恒星攜帶了重元素形成環(huán)境的信息。
目前,國(guó)際上組織了R過(guò)程聯(lián)盟專門搜尋這類r-過(guò)程元素高度增豐的特殊恒星。然而,這類恒星的發(fā)現(xiàn)尚不足100顆,且均是貧金屬恒星。這些恒星大部分位于銀暈中,少數(shù)位于矮星系或球狀星團(tuán)中。
近年來(lái),施建榮團(tuán)隊(duì)基于LAMOST中分辨率巡天光譜,開展了搜尋r-過(guò)程元素增豐恒星的研究,并發(fā)現(xiàn)了這顆目前銪元素含量最高的恒星??蒲腥藛T利用西班牙加那利光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,對(duì)這顆恒星進(jìn)行了高分辨率光譜后續(xù)跟蹤觀測(cè),確定了其表面30種元素的金屬豐度。這顆星的[Eu/Fe]高達(dá)1.32,而[Ba/Eu]低至-0.95,具有目前最高的[Eu/H](+0.78),是一顆典型的r-過(guò)程元素高度增豐恒星。
研究顯示,該恒星的輕元素豐度與普通恒星一致,但重元素豐度分布模式與太陽(yáng)和其他r-過(guò)程增豐恒星并不完全一致,表現(xiàn)為?鈰、鐠?和?釹元素含量明顯偏低的現(xiàn)象。這種差異可能意味著不同的r-過(guò)程產(chǎn)生場(chǎng)所或不同的形成機(jī)制。
進(jìn)一步,研究發(fā)現(xiàn),該恒星的視向速度在多次觀測(cè)中幾乎沒(méi)有變化,因而可以排除視向速度雙星的可能性。該恒星的運(yùn)動(dòng)學(xué)速度表明,這是一顆典型的銀河系薄盤恒星,且這顆星不存在矮星系的吸積起源。
上述成果對(duì)探討r-過(guò)程元素高度增豐的特殊恒星的形成與演化具有科學(xué)意義,為解決宇宙中r-過(guò)程元素的誕生場(chǎng)所是否唯一的爭(zhēng)議提供了新的觀測(cè)證據(jù)。