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四颗富氦亚矮O型星的可见光与紫外光谱定量非局部热动平衡分析
摘要： 目标：热亚矮星是恒星演化中一个尚未被充分理解的晚期阶段。虽然双星演化对B型亚矮星（sdB）的形成起重要作用，但以氦为主的O型亚矮星（He-sdO）子类的起源仍不明确。我们通过对高质量可见光和紫外光谱进行定量光谱分析，寻找其形成过程的化学特征。 方法：选取四颗典型He-sdO恒星（一颗富氮亚类和三颗富碳亚类），这些恒星具有FUSE卫星的远紫外存档光谱以及ESO-UVES/FEROS光谱仪获取的高分辨率可见光和UVA光谱。利用Tlusty200/Synspec49计算线覆盖非局部热力学平衡（NLTE）模型大气和合成光谱，推导出大气参数和元素丰度模式。最终模型包含H、He、C、N、O、Ne、Mg、Al、Si、P、S、Fe和Ni等元素，采用最详细的模型原子表示。由于氮或碳的富集，包含这些元素适当高丰度的模型能足够准确地近似完整模型的温度分层。 结果：未发现双星迹象，既未检测到径向速度变化，也未发现伴星存在的测光证据。所有恒星都具有几乎不含氢的氦主导大气层，温度介于42,000K至47,000K之间，表面重力在log g=5.4至5.7范围内。CD–31°4800的丰度模式显示出CNO燃烧的特征，而较重元素除Ne和Si接近太阳值外均比太阳低约0.4 dex。富碳He-sdO的丰度模式更为复杂：略低于太阳的金属丰度伴随氮富集和氧亏损（程度较CD–31°4800轻微），LS IV +10°9中的氖丰度为太阳的1至10倍，镍铁比显著高于太阳。通过光谱能量分布和盖亚视差确定了恒星质量，这些质量虽分散在核心氦闪的标准质量附近，但存在较大不确定性。 结论：CD–31°4800的观测丰度模式与等质量氦白矮星慢（冷）合并模型的预测一致（除观测到的低氧丰度外）。对富碳恒星考虑了复合合并模型，但其预测的丰度模式与测定结果不符。[CW83] 0904?02可能是复合氦白矮星合并的候选体，因其自转且质量大于其他目标恒星。新的热闪场景演化模型预测的丰度模式与富碳恒星的测定结果相似，因此富碳He-sdO很可能源自具有深度混合阶段的晚期氦闪。
关键词： 恒星：演化、亚矮星、恒星：大气层、恒星：丰度
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用色散罗斯特-麦克劳克林效应探测HD 189733b光学透射光谱中的宽带特征
摘要： 背景：透射光谱法是探测系外行星大气的重要技术。现有的地基观测方法采用高色散光谱差分技术，但仅能保留透射光谱中的窄带特征。例如哈勃太空望远镜观测到的HD 189733b大气中可能存在的霾所导致的显著瑞利散射斜率等宽带特征，无法通过该方法探测。 目标：本研究利用色散罗斯特-麦克劳克林（RM）效应测量HD 189733b透射光谱中的瑞利散射斜率，旨在证明该方法能有效测量宽带透射特征。RM效应的振幅取决于行星有效尺寸，在存在大气贡献的情况下还与观测波长相关。 方法：我们分析了HD 189733b三次凌日的HARPS存档数据（覆盖400-700纳米波段）?；贖ARPS数据处理管道提供的互相关轮廓，分别测定白光及六个50纳米宽波段的径向速度（RV）时间序列。首先使用公开代码AROME对白光RV时间序列进行RM效应拟合，随后从各波段RV时间序列中扣除该最佳拟合残差，再采用相同代码仅保留行星有效半径变量进行拟合。 结果：我们在2.5σ显著性水平上测得HD 189733b透射光谱的斜率。若该斜率源于瑞利散射而非恒星活动，则对应由标高决定的大气温度T=2300±900K，与既往结果高度吻合。 结论：通过色散罗斯特-麦克劳克林效应，地基高色散光谱观测可探测系外行星透射光谱中的宽带特征（如HD 189733b的光学瑞利散射斜率）。HARPS单次凌日精度较哈勃太空望远镜STIS低约一个数量级。该方法与正在为ESO甚大望远镜建造的新阶梯光栅光谱仪ESPRESSO联用将极具价值——其信噪比优势约为HARPS的4倍。鉴于哈勃太空望远镜未来存在不确定性和詹姆斯·韦伯太空望远镜不覆盖该波段，该方法具有重要科学意义。
关键词： 方法：观测，技术：径向速度法，行星与卫星：大气层
更新于2025-09-04 15:30:14
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色散线轮廓层析技术揭示系外行星大气：应用于HD 189733b
摘要： 背景：透射光谱技术可用于约束系外行星大气的性质。在凌星过程中，行星大气遮挡的星光会在恒星发出的光中留下印记。这一现象已通过测光和光谱学方法，在多种分析手段下被多个系外行星所证实。 目标：我们测试色散线型层析成像作为研究系外行星大气的新工具。行星凌星时在恒星光谱上产生的信号印记与行星-恒星半径比相关。我们旨在验证：基于HARPS光谱仪部分光谱阶次获得的互相关函数（CCF）精度，是否足以测定行星在不同波长的半径。 方法：分析HD 189733b三次凌星的HARPS存档数据。将HARPS光谱范围划分为七个宽波段，计算每个波段中非凌星期CCF面积与凌星全过程中行星印记信号面积的比值。采用线性定律的理论系数考虑临边昏暗效应。综合三次凌星结果，获得比色散Rossiter-McLaughlin效应更高精度的优质宽带透射光谱。 结果：证实色散线型层析成像是揭示系外行星宽带透射光谱的有效方法：我们对HD 189733b大气的分析与其它地基及空间观测结果一致。对不同凌星的独立分析凸显了恒星活动可能影响透射光谱提取的概率。因此，仅凭单次凌星数据就断言绕活跃恒星运行的系外行星大气存在瑞利散射时需格外谨慎。
关键词： 技术：光谱学、行星系统、行星与卫星：大气层
更新于2025-09-04 15:30:14