摘自《天文爱好者杂志》
艺术家绘制的蓝色大振幅脉动变星想象图 （图源：喻京川/北京天文馆）
蓝色大振幅脉动变星(blue large-amplitude pulsators，即BLAPs)是一类罕见的脉动变星，其特点是具有非常大的振幅和极短的脉动周期。此前的研究对于此类脉动变星的形成机制、演化路径等尚不清楚。近日，由北京天文馆馆长王晓锋博士带领的清华大学物理系王晓锋团队利用清华-马化腾巡天望远镜（TMTS），发现了一颗特殊的蓝色大振幅脉动变星；这颗恒星的亮度约为太阳的110倍、温度为太阳的6倍，脉动周期仅为18.9分钟。
脉动变星是恒星演化到晚期的一个阶段，此时恒星内部的物理活动导致恒星表层发生周期性的膨胀和收缩，使恒星在亮度和大小上像脉搏一样有节奏的发生变化。恒星脉动的周期从数分钟到数年不等，根据脉动周期和光变曲线形状的不同，可以将脉动变星分类。BLAP无疑是脉动变星中十分特殊的一类，它是目前发现的光变周期最短的一类脉动变星，光变周期通常介于数分钟至40分钟之间，在短短半小时内，就能因膨胀和收缩造成超过20%的光度变化。与同一区域观测到的其他主序星相比，BLAP明显偏蓝，这表明它们的表面温度很高，可能会超过30000K，而相比之下太阳表面的温度约为5500K。此前，由于已确认的BLAP源比较少，仅有24颗被证认为BLAP，天文学家对其起源和演化过程仍处于研究之中；国际上存在两种主流观点，一类是认为BLAP是中心为氦核的白矮星前身，即它们已经停止燃烧并且将演化为氦核白矮星；而另一类则认为BLAP是在双星演化过程中氢包层被剥离的处于中心氦燃烧阶段的热亚矮星。
在本研究中，王晓锋团队所使用的“清华大学-马化腾巡天望远镜”（TMTS）是一套具有独特设计的多镜筒光学巡天望远镜，能够以10秒1帧的频率对每个天区执行约4至12小时的连续观测，这对于寻找极短光变周期的变星非常有利。此次发现的TMTS J035143.63+584504.2周期仅为18.9分钟；很特别的是，通过对该源的长期监测，发现该脉动变星具有着非常大的周期变化率，脉动周期正在以每千年2.5秒的速度变长，这个结果与“氦核白矮星前身”的演化理论形成了挑战，而与氦壳层正在燃烧的热亚矮星模型一致。这表明这颗BLAP正处于氦壳层稳定燃烧前的短暂点火阶段，类似亚热矮星“赫兹伯伦间隙”（Hertzsprung gap）快速演化阶段，这一发现为系统解释BLAP的物理成因提供了关键线索，对于解密其起源具有重要意义。
相关研究结果已于2022年9月29日在《自然·天文学》（Nature Astronomy）发表。清华大学教授、北京天文馆馆长王晓锋博士为本文的通讯作者，清华大学物理系博士后林杰为本文的第一作者，论文主要合作者还包括中国科学院云南天文台的吴程远助理研究员及吴涛研究员、澳大利亚国立大学的熊赫然博士、捷克科学院天文研究所的皮特尼米特研究员以及美国加州伯克利大学天文系菲利彭科教授团队等。本项目得到国家自然科学基金、马化腾基金、北京市科学技术研究院“北科学者”项目、科学探索奖等的资助。
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