研究人员提出了大规模热次矮星的新形成模型

研究人员提出了大质量热亚矮星的新形成模型

中国科学院云南天文台的李振伟博士及其合作者和周口师范学院的张洋洋博士在《The Astrophysical Journal》上发表了一项新研究，提出了大质量热亚矮星的新形成模型，并解释了宇宙中观测到的部分富氦热亚矮星。

热亚矮星是极端水平分支恒星的一种类型。一些在紧密双星系统中发现的这些恒星被认为是未来太空引力波探测器的潜在引力波源。特别是它们表面的氦（He）丰度等独特的化学特征对于理解这些天体的形成和演化非常有价值。

通常情况下，热亚矮星是通过双星相互作用而形成的，在捐赠者在红巨星分支（RGB）顶端附近进行质量转移时点燃了氦核心。这个情景被称为RGB通道。然而，最近发现的星球SMSS J1920，这是第三颗已知的由热亚矮星和一个吸积白矮星组成的双星系统，与RGB通道相矛盾。

强烈的Ca H和K线并带有蓝移的特性表明，这个双星系统很可能是从共同包层最近喷射而来的（大约10,000年）。相比之下，通过RGB通道产生的热亚矮星，自共同包层喷射以来到现在的时间跨度为数千万年。

为了解释SMSS J1920的形成，研究人员提出了一个新的热亚矮星形成途径。这涉及到一个通过共同包层喷射过程与一个渐近巨星分支（AGB）恒星形成的热亚矮星，被称为AGB通道。不像来自RGB恒星的热亚矮星，来自AGB恒星的热亚矮星包含一个大的碳和氧（CO）核心、氦燃烧壳和一个氢包层。

利用最先进的恒星演化代码，研究人员构建了来自AGB通道的热亚矮星的演化模型。模拟结果可以解释SMSS J1920的大部分重要观测参数，例如演化年龄、热亚矮星质量、有效温度和表面重力。

AGB通道不仅可以解释SMSS J1920，还可以解释一些观测到的特殊热亚矮星。AGB通道可以产生质量超过太阳质量的0.48倍的热亚矮星。然而，在RGB通道中，大部分的热亚矮星质量都小于太阳质量的0.48倍。这表明部分大质量热亚矮星可能起源于AGB通道。

此外，研究人员发现，来自AGB通道的热亚矮星通常具有高氦（He）丰度，这可以归因于包层内部的部分氢燃烧。因此，来自AGB通道的热亚矮星可以自然地解释宇宙中观测到的一部分富氦热亚矮星。