研究人员利用LAMOST测量包含极低质量白矮星的双星系统轨道参数

近期，国家天文台袁海龙高级工程师和张昊彤研究员通过测量双星系统的轨道参数，在LAMOST数据中证认了一个由极低质量的氦核白矮星和一个碳氧核白矮星组成的双白矮星系统。该成果是研究人员借助LAMOST数据优势在搜寻致密天体方面取得的又一项重要成果，也为研究双白矮星系统的形成与演化以及极低质量白矮星的物理性质奠定了基础。该成果发表在英国《皇家天文学会月刊》（2023,MNRAS,526,5471）。  

双白矮星系统的形成和演化与很多重要物理过程相关联，比如近邻双星的物质和角动量的转移及损失，公共包层的演化，引力波辐射，Ia型超新星的形成等，但是已知的有轨道参数的双白矮星系统并不多。随着Gaia测光数据的发布，大量的白矮星、极低质量白矮星候选体被发现，为了从中证认更多由两个白矮星组成的双星系统样本，需要进行光谱大气参数认证和双星轨道参数测量，这需要大量宝贵的时域光谱观测时间。LAMOST的海量光谱数据为这一工作的开展提供了新的方向。 

基于Gaia测光数据和天体测量数据的一些工作，袁海龙等人认证的该双星系统的观测源最初被认为可能是热亚矮星，也有研究团队认为是极低质量白矮星。极低质量白矮星是一种具有重要科学价值的氦核白矮星，其质量一般小于0.3个太阳质量。袁海龙等人利用LAMOST的低分辨率光谱和海尔望远镜 P200的光谱数据，准确测量了该天体的恒星大气参数；然后结合Gaia的天体测量数据，多波段测光数据和银河系三维消光图等，研究团队进一步限定了该双星系统中可观测恒星的半径和质量，半径约为0.12倍太阳半径，质量约为0.22倍太阳质量。根据质量的测定结果，研究团队更倾向于认为该观测源是极低质量白矮星，因为热亚矮星的现有理论质量不会低于0.3倍太阳质量。基于时域光谱数据，研究人员估计了该双星系统的轨道运动周期约为180分钟，半振幅约为290千米每秒；并估计了该双星系统中伴星的质量下限约为0.6倍太阳质量，这完全符合碳氧白矮星的质量分布，从光谱特征分析则可以排除该伴星是主序星的可能。因此，研究团队认为这是一个由极低质量的氦核白矮星和一个碳氧核白矮星组成的双白矮星系统。 

研究人员认为这个双星系统很可能是通过公共包层演化通道形成, 大概10亿年之后，该系统可能会并合成为一个大质量的白矮星。随着LAMOST海量光谱数据的发布，未来还会有很多的白矮星双星系统被发现。 

文章链接：https://academic.oup.com/mnras/article/526/4/5471/7310864