基于LAMOST_DR7和...3的DA型白矮星运动学研究_王茜.pdf
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1、第 44 卷 第 1 期 广西物理 GUANGXI PHYSICS Vol.44 No.1 202347基于 LAMOST DR7 和 Gaia EDR3 的DA 型白矮星运动学研究王茜(西华师范大学物理与天文学院,四川南充637009)摘要:白矮星作为演化晚期恒星,它们在银河系不同星族中的分布最为不清楚。本文基于 Gaia EDR3 自行、距离、LAMOST DR7 低分辨率光谱测量出的视向速度计算了 4780 颗 LAMOST DA 型白矮星的银河系空间速度成分和运动轨道参数。根据它们在 U-V 速度图和 Jz-e 图中的分布以及运动轨道特征,给出了它们在银河系薄盘、厚盘、晕星族中比例,其
2、中晕星比例约为 8%、厚盘星比例为 23%、薄盘星比例为 69%。关键词:白矮星;银河系;银盘;晕;运动学中图分类号:P141 文献标识码:A 文章编号:1003-7551(2023)01-0047-030引言白矮星是一种低光度、高密度、较高温度的恒星,它是中低质量恒星演化的产物,存在于所有年龄阶段的星族当中1。银河系中只有约 10%的总质量以恒星、气体和尘埃的形式存在于银盘和晕中,其余 90%的候选暗物质包括异能粒子、冷分子气体和致密物体,如黑洞、白矮星等。银河系中大约 97%的恒星最终会演化为白矮星,所以可以将其作为一个观测银河系形成演化的指示器,以及讨论其结构的良好样本,确定其在银河系不
3、同星族中的比例对于理解银河系暗物质分布具有重要意义。Pauli 等2人对 SPY 巡天项目中的 398 颗 DA 型白矮星进行了运动学研究,模拟出样本的 3D 运动轨道。根据空间速度及轨道参数,给出了银河系晕、厚盘、薄盘 DA 型白矮星比例为 2%、7%、91%。Dimpel 等人进一步拓展了 DA 型白矮星数目,利用 Gaia 提供的数据对 SPY 巡天项目中的 609 颗 DA 型白矮星进行运动学研究,发现大约 1%归类为晕星族、7%为厚盘星族,以及 92%为薄盘星族。Rowell&Hambly 基于光度函数发现本地厚盘和晕中的白矮星比例分别为 16%和 5%。然而这些工作受到样本数目、样
4、本的完备性的影响,导致给出的 DA 型白矮星在银河系不同星族中的比例存在很大不确定性。近年来各类巡天项目的飞速发展,超过 140 万颗白矮星候选体被 Gaia EDR3 发现,并且提供了这些样本的视差、自行等重要参数,但缺少其视向速度。最近 LAMOST DR7 数据集发布了 6190 颗得到认证的白矮星,并根据光谱测量得到了这些白矮星的视向速度。结合 Gaia 和 LAMOST 两大巡天给出的数据,为本文通过运动学分析确定银河系不同星族中的DA 型白矮星提供了一个重要机遇。1数据1.1样本选择Kong 等3人基于 LAMOST 8645 条白矮星光谱数据和 Gaia 巡天收集的白矮星候选体样
5、本通过机器学习的方法认证出 6190 颗白矮星,并且在给出的星表中包含了其类型、有效温度、重力加速度、视向速度、信噪比等重要数据。收稿日期:2022-01-07通讯作者:第 44 卷 第 1 期 广西物理 GUANGXI PHYSICS Vol.44 No.1 202348在综合考虑参数精度和数量的情况下移除了信噪比(SNR)10 的目标,最终得到了 4780 颗参数详尽的DA 型白矮星作为本次的研究样本进行运动学分析。图 1 显示了样本的空间位置分布情况。此外,还对参数的距离分布情况与原样本进行了比较,其距离分布都在 0-1000pc 以内,并且直方图分布基本一致,保证在整个距离范围内都有
6、DA 型白矮星样本存在,得到了一个比较完备的 LAMOST 子样本。图 1样本的空间位置分布1.2白矮星空间速度和轨道参数结合 Gaia EDR3 公布的视差和自行以及 LAMOST DR7 光谱测量得出的视向速度,使用“Astropy”计算了白矮星在笛卡尔坐标系下的空间速度分量 U、V、W。其中采用太阳到银河系中心的距离为 8.4 kpc,以及局域静止标准(LSR)绕银心的圆运动速度为242km-1。相对于LSR的太阳速度分量(U,V,W)=(11.1,12.24,7.25)km-1。恒星在银河系中的运动轨道通过“Galpy”程序包计算4。使用了与“Astropy”相同的太阳到银河系中心距离
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