云南天文臺在極端水平分支恒星的對流超射研究中獲進展

　　近期，《天體物理雜志》（The Astrophysical Journal）發表了中國科學院云南天文臺恒星物理團組博士李志和研究員李焱的研究成果。該研究利用k-omega模型處理恒星內部的對流超射，使極端水平分支恒星的對流區質量與星震學分析的結果相近，并發現氦燃燒階段后期的喘息脈動（core breathing pulses）可能是形成高氧含量白矮星的關鍵因素。

　　極端水平分支恒星位于恒星赫羅圖水平分支的更左邊位置，具有比水平分支恒星更高的有效溫度。sdB恒星具有極薄的氫包層，無法維持包層的氫燃燒。sdB恒星屬于極端水平分支恒星，部分sdB恒星存在脈動現象。根據其脈動特征可以分為p模式脈動sdB恒星和g模式脈動sdB恒星，少數sdB恒星（DW Lyn stars）同時具有p-模式脈動和g-模式脈動。對g-模式sdB恒星進行星震學分析，可以得到恒星內部的對流核質量（0.22-0.28個太陽質量）。但采用經典混合長理論得到的sdB恒星對流核質量遠小于星震學分析的結果。

　　科研人員將k-omega模型嵌入到恒星演化程序中，處理sdB恒星內部的對流超射。結果表明，利用k-omega模型可以得到更大的對流核質量，在超射區形成一個完全混合區和一個部分混合區。隨著恒星演化，中心對流核會分為兩個對流區（中心對流核和殼層對流區）。此后，中心對流核質量逐漸增加，直到與殼層對流區合并成一個對流區。在經歷短暫合并之后，又會迅速分裂成兩個對流區，該過程在sdB演化階段會交替進行多次。最后，g-模式sdB模型對流區頂部所包含的恒星質量可以達到0.3個太陽質量，與星震學分析的結果相符。

　　在中心氦燃燒后期，sdB恒星會出現2-3次喘息脈動。p-模式sdB模型出現了2次喘息脈動，中心氦燃燒結束時，其中心氧豐度約為0.72；而g-模式sdB模型出現了3次喘息脈動，使恒星有較高的中心氧豐度（約為0.8）。喘息脈動將殼層的氦帶入中心對流核，與碳反應生成氧，從而大幅增加恒星中心的氧豐度，這可能是形成高氧含量白矮星的關鍵因素。

　　研究工作得到國家自然科學基金的資助。