我国天文学家合作首次在银河系GSE吸积遗迹中发现锕系元素增丰星

IT之家 5 月 31 日消息，中国科学院国家天文台于 5 月 28 日发布博文，宣布其领导的国际合作团队利用我国的郭守敬望远镜（LAMOST），首次在银河系“盖亚-香肠-恩克拉多斯”（Gaia-Sausage-Enceladus, GSE）吸积遗迹中，发现一颗锕系元素增丰极贫金属星（一颗金属元素含量远低于太阳，而锕系元素含量显著高于同类恒星的古老恒星）。

该科研成果发表在国际科学期刊《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上，第一作者为国家天文台博士研究生林洋名，指导老师为李海宁研究员。

IT之家援引博文介绍，国际合作团队借助郭守敬望远镜巡天数据和日本昴星团（Subaru）望远镜，首次在银河系的“盖亚-香肠-恩克拉多斯”（Gaia-Sausage-Enceladus，GSE）吸积遗迹中，发现了一颗具有高钍 / 铕比的锕系元素增丰极贫金属星 LAMOST J0804+5740。

团队后续深入观测，精确测定了这颗特殊恒星的 48 种元素的丰度。结果显示，这颗恒星的锕系元素（如钍）的含量显著高于普通的 r-过程增丰星，成为目前已知少数几颗锕系元素增丰星之一，同时表明它可能诞生于一次极端的重元素合成事件。

锕系元素增丰现象一直是现代天文学研究的谜团之一。传统观点认为双中子星并合或者中子星-黑洞并合是其主要来源。

但研究团队通过对比理论模型，发现磁旋转驱动喷流超新星模型与 J0804+5740 的观测丰度模式最为匹配（如图 1 所示）。这意味着磁旋转驱动喷流超新星也可能产生锕系元素增丰现象，为其起源提供了新的解释。

图 1：J0804+5740 的重元素丰度模式（红色实心圆圈）与太阳 r-过程和 s-过程模型的对比 (左上图)，以及与理论 r-过程和 AGB s-过程的组合模型的对比（右上图）。J0804+5740 的元素丰度与太阳 r-过程模型之间的残差（左下图），以及与理论 r-过程和 AGB s-过程组合模型的残差（右下图）。

动力学研究发现，J0804+5740 不仅是一颗锕系元素增丰星，而且属于银河系吸积矮星系 GSE 的一部分，这不仅是第一次在 GSE 中，也是第一次在已知吸积遗迹中发现具有明显锕系元素增丰的天体。

图 2：r-过程增丰星中 log ε (Th / Eu) 与 [Fe / H] 的关系。空心圆代表吸积恒星（ex-situ），空心三角形代表本地恒星（in-situ）。红色的实心圆代表属于 GSE 的恒星，而蓝色实心圆代表来自其他子结构的恒星，包括 Wukong、Helmi streams、Thamnos 和 Sequoia。右边 Y 轴表示根据 log ε (Th / Eu) 计算的年龄。黑色实线对应锕系元素增丰的标准。此外，黑色虚线表示宇宙的年龄（13.772 ± 0.059）。