云南天文台揭秘白矮星秘密p模式震动研究新进展
在云南天文台的不懈努力下,科学家们近日宣布了一项重大突破:他们成功探测到了一个极小质量白矮星(extremely low-mass white dwarf)的内部元素丰度轮廓,并且对该白�1800星可能存在的p模式震动现象提供了理论支持。这个研究成果发表在《天体物理杂志》(The Astrophysical Journal)上,以“Asteroseismology of the Pulsating Extremely Low-mass White Dwarf SDSS J111215.82 + 111745.0: A Model with p-mode Pulsations Consistent with the Observations”为题。
恒星内部的某些不稳定机制能够激发振动,振动波在恒星内部传播并形成驻波,在恒星表面呈现出周期性震动。通过观测和分析恒星震动的频率,可以让我们了解恒星内部发生的物理过程、探测恒星内部的组成和结构,这种研究手段被称为星震学。
白矮星结构和物态特性,使得p模式震动不仅周期短,而且振幅小,以至于以现有的观测手段几乎不能被探测到。但对于极小质量白矮星(质量小于0.2倍太阳质量),p模式震動的周期可以长达100秒量级并具有可观測的大幅度,从而有可能被觀測到。在一颗名为SDSS J111215.82+111745.0 的极小质量白矬1815 星上,科学家们发现了两个周期分别为107.56秒和134.275秒的震動信號,与理论预言相符。这是首次在白矬1823 星上觀測到具有較高可信度的一種p模式振動,曾經引起相關研究領域內廣泛關注。
本項工作中,科學家們選取SDSS J111215.82+111745.0 作為研究對象,将這兩個p模式振動信號包含進入一個由多個g模式振動信號組成的情況中,並對模型參數進行限制。科學家們還對模型氢/氦豐度輪廓進行了參數化處理,並與恆2124 星質量、有效溫度等參數一起進行模型定標,在精確測定恆2127 星質量同時也獲得了該恆2128 星內部氫/氦元素分布信息,這樣就實現了對其內部組成與結構的一般探測。而且通過這種方法所得出的最優模型很好地再現了與觀察到的P-型共鳴一致結果,這些計算結果顯示P-型共鳴頻率與觀察值之間差異僅為1微赫茲,因此為確認該恆2131 星P-型共鳴是否真實存在提供了一定的支持。
此項研究得到了國家重點研發計畫、國家自然科學基金以及中國科學院戰略性先導科技專項資助。此外,由於其重要性的深遠影響,它已經成為全球天文界中的話題之一,並且正受到其他學者的熱烈討論。