白矮星p模式震动研究方面取得进展

　　近日，中国科学院云南天文台研究人员利用星震学方法对一颗可能存在p模式震动的极小质量白矮星（extremelylowmasswhitedwarf）进行了研究，不但实现了对白矮星内部元素丰度轮廓的探测，而且对p模式震动的实在性提供了理论支持。相关研究成果以AsteroseismologyofthePulsatingExtremelyLowmassWhiteDwarfSDSSJ111215。82111745。0：AModelwithpmodePulsationsConsistentwiththeObservations为题发表在《天体物理杂志》（TheAstrophysicalJournal）上。
　　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，能够让人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。恒星内部的振动波存在两种模式：一种是类似声波的p模式（压力模式），具有较高的频率；另一种是类似重力内波的g模式（重力模式），频率较低。
　　白矮星结构和物态的特性，使得p模式震动不仅周期短（白矮星平均密度大），而且振幅小（白矮星表面重力强），以现有的观测手段几乎不能被探测到。然而，对于极小质量白矮星（质量小于0。2倍太阳质量），p模式震动的周期可以长达100秒量级并具有可观测的振幅，从而有可能被观测到。在一颗名为SDSSJ111215。82111745。0的极小质量白矮星上，人们探测到周期分别为107。56秒和134。275秒的震动信号，与理论预言的p模式震动周期相符，这是首次在白矮星上观测到具有较高可信度的p模式震动，曾在相关研究领域内引发广泛关注。
　　该工作中，研究人员选取SDSSJ111215。82111745。0作为研究对象，将两个p模式震动信号包含到星震学模型中，连同另外5个g模式震动信号一起对模型参数进行限定。研究人员还对模型的氢氦丰度轮廓进行了参数化处理（图1），与恒星参数（恒星质量、有效温度）一起进行模型定标，在精确测定恒星参数的同时也获得了该白矮星内部氢氦元素分布的信息（图2），实现了对其内部组成和结构的探测。值得一提的是，通过星震学定标的最优模型很好地再现了与观测的p模式震动一致的结果，模型计算的两个p模式震动的频率与对应的观测值的偏差均小于1微赫兹。理论模型为确认该白矮星p模式震动的实在性提供了有力支持。
　　相关研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中科院战略性先导科技专项的资助。
　　图1对模型的氢丰度轮廓进行参数化处理的示意图。确定轮廓的参数以红色标记，这些参数确定了氢丰度轮廓（蓝色曲线）。
　　图2最优模型确定的氢丰度轮廓（红色）以及在最优模型上对氢丰度轮廓进行微调时，模型与观测匹配程度的变化情况。图右侧的色阶表示模型与观测的匹配程度，颜色越红表示匹配程度越高。
　　来源：中国科学院云南天文台
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