云南天文臺等利用星震學探測白矮星內部化學輪廓

　　中國科學院云南天文臺恒星物理團組和北京師范大學教授付建寧合作，在恒星演化模型的基礎上，探究了碳/氧白矮星內核的化學組成輪廓對其脈動周期的影響。研究利用星震學方法，探測一顆DA型脈動白矮星HS 0507+0434B內核的碳/氧元素輪廓。

　　HS 0507+0434B是一顆有較好觀測數據的脈動白矮星，此前有學者對其進行星震學分析。然而，前期研究僅限于該白矮星的基本參數（恒星質量、有效溫度、氫/氦殼層質量、表面重力加速度等）測定，獲得了準確而可靠的恒星參數，但缺乏關于其內部結構的深入探測，且在前期的模型中存在個別理論計算的脈動周期與觀測值偏差較大的情況，未能得到較好的解釋。

　　科研人員對白矮星模型分析發現，碳/氧白矮星內核的化學輪廓對不同脈動模式的影響存在差異：對于能夠傳播到白矮星內核區域的脈動模式，碳/氧核化學輪廓的細微變化能夠顯著改變這些模式的周期；而對于傳播區域被限制在氫/氦殼層內的脈動模式（即“囚禁模”）幾乎沒有影響。前期模型中存在的理論計算與觀測值偏差較大的情況，反映了模型碳/氧核的化學輪廓與真實情況之間的差異。針對這些問題，該研究利用從HS 0507+0434B的光變中分析證認出的9個脈動模式，來限定白矮星碳/氧核的化學輪廓。研究通過對基于恒星演化得到的碳/氧白矮星內核的化學輪廓進行參數化調節，獲得了與觀測匹配最佳的模型。

　　該研究確定的最優模型得到了與先前的研究相符合的基本恒星參數，并使模型計算的脈動周期與觀測值的匹配程度得到明顯提升。同時，研究還發現HS 0507+0434B內核具有更高的氧豐度，根據碳/氧核的化學輪廓推斷出其前身星演化階段的中心核對流超射區更小。這暗示在白矮星HS 0507+0434B的前身星演化過程中對一些物理過程（如熱核反應速率、對流和超射、元素擴散等）的認識存在一定的不確定性。

　　近日，相關研究成果發表在《天體物理學雜志》（The Astrophysical Journal）上。研究工作得到國家自然科學基金的資助。

　　論文鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac25f1

基于恒星演化的化學輪廓（黑線）和經過參數化調整的化學輪廓（紅線）的對比發現，在碳/氧核區域，兩種化學輪廓存在較大差異，能夠對脈動模式的周期造成影響，是星震學探測最為敏感的區域