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科研动态

科研人员利用LAMOST和Kepler数据精确测量红巨星质量和年龄

发表日期:2018-06-29来源:放大 缩小

  近日,北京师范大学武雅倩等人精确测量了LAMOST-Kepler数据中红巨星样本的质量和年龄,并利用该样本研究了恒星的质量和年龄与丰度之间的关系。 

  大样本恒星年龄的准确估计对于理解星族的合成和银河系的演化历史有重要的作用。对于红巨星而言,不能利用等年龄线匹配或者星震学的方法直接得到红巨星的质量和年龄。而红巨星又是研究银河系结构很好的探针,由于它的光度很大,因而可以探测到很远的距离,是研究银河系结构的优质样本。如何快速有效得到这些巨星的质量和年龄是非常重要的一步。 

  星震学是目前年龄测量中最准确的方法,当巨星的质量被准确确定后,由于恒星的主序时长与恒星的质量紧密相关,在给定金属丰度下通过质量有效温度表面重力加速度等信息的等年龄线匹配,由此得到的年龄的精度大约为20 - 30% 。随着CoRoTKeplerK2等空间望远镜数据的发布,迎来了星震学的黄金时代,目前得到了成千上万颗巨星的星震学参数,这些参数为精确得到巨星质量和年龄提供了很大的帮助。LAMOSTAPOGEE等大样本的巡天为这些星提供了精确的大气参数和丰度信息,这些共同源成为大样本测量巨星年龄的极佳数据。  

  截止20166月,LAMOST-Kepler项目获取的14000LAMOST光谱具有了星震学信息,Xiang等人之前利用LSP3流水线得到了这些光谱较为准确的大气参数和丰度信息,包括[C/N][N/H]等。与此同时,很多工作修正了利用星震学参数推导质量半径的经验关系,改善了之前关系的系统差。在此基础上,武雅倩等人对LAMOST-Kepler数据中红巨星样本的质量和年龄进行了精确测量,精度分别为7%25%,武雅倩等人利用此样本探讨了恒星的年龄与丰度可能存在的关系。进一步选取了精度更好的一个子样本作为训练样本,之后利用主成分分析的方法(KPCA)直接从LAMOST光谱中得到这些恒星的质量和年龄,同时利用碳丰度和氮丰度的信息构建了质量和年龄与丰度信息的关系式,得到了这些恒星的质量和年龄,且年龄的误差都在23%左右。该项研究成果已在国际知名天文期刊英国《皇家天文学会月刊》(MNRAS 475, 3633–3643, 2018)上发表。

上部:恒星的中值年龄在[alpha/Fe]-[Fe/H][C/N]-[Fe/H]的分布图。下部:恒星的中值质量在[alpha/Fe]-[Fe/H][C/N]-[Fe/H]的分布图。颜色棒代表的是小网格中恒星的中值质量和年龄,网格的大小为0.05*0.025dex 

 

 

    

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