近期,貴州大學(xué)物理學(xué)院張立云教授團(tuán)隊與美國巴特勒大學(xué)韓先明教授、美國霍華德大學(xué)Prabhakar Misra教授等國際合作者,圍繞K型恒星物理參數(shù)與磁活動特性開展研究,為理解銀河系恒星活動規(guī)律提供了參考數(shù)據(jù)。相關(guān)成果已在SCI二區(qū)《天體物理學(xué)增刊》(The Astrophysical Journal Supplement Series,ApJS)(2025年11月,第281卷第5期)發(fā)表。該項工作的第一作者為貴州大學(xué)物理學(xué)院碩士研究生張芷若,通訊作者為貴州大學(xué)張立云教授。
K型恒星是銀河系中常見的恒星類型,其活動特性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)、演化過程緊密相關(guān),是天體物理領(lǐng)域的常規(guī)研究方向之一。此次研究以我國大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡(LAMOST,即“郭守敬望遠(yuǎn)鏡”)DR10數(shù)據(jù)為核心,對其中K型恒星低分辨率光譜進(jìn)行系統(tǒng)性分析,共涉及約106萬顆K型恒星的133萬條光譜,是該領(lǐng)域一次規(guī)模較大的數(shù)據(jù)處理工作。
為保障分析可靠性,團(tuán)隊先對數(shù)據(jù)嚴(yán)格篩選,選取信噪比(S/N)大于10的光譜樣本,再通過“光譜去除”技術(shù)結(jié)合iSpec程序處理觀測光譜,并以譜線作為診斷恒星色球?qū)踊顒拥年P(guān)鍵指標(biāo)。經(jīng)細(xì)致分析,團(tuán)隊識別出15萬條具有異常色球?qū)踊顒拥暮阈枪庾V,計算得K型恒星活動比例約為11%,這一數(shù)據(jù)與此前G型恒星8%的活動比例形成對比,為“恒星溫度與磁活動關(guān)聯(lián)性”研究提供了新的觀測依據(jù)。
在探究恒星活動與物理參數(shù)關(guān)系時,團(tuán)隊交叉匹配TESS(凌日系外行星巡天衛(wèi)星)旋轉(zhuǎn)周期目錄、VSX(變星總表)等數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)K型恒星自轉(zhuǎn)周期與色球?qū)踊顒訌姸瘸曙@著相關(guān)(圖1):旋轉(zhuǎn)周期小于6.20天時,活動強度基本穩(wěn)定;超過該周期后,活動強度隨自轉(zhuǎn)周期增加而迅速減弱,為理解恒星磁活動飽和機制提供了新線索。

圖1:R'Hɑ與自轉(zhuǎn)周期的關(guān)系。圖中紅色數(shù)據(jù)點代表二者的中值;不同顏色的曲線分別對應(yīng)不同分位數(shù)的分位數(shù)回歸結(jié)果。
針對恒星活動與對流運動的相互作用,團(tuán)隊引入Rossby數(shù)(自轉(zhuǎn)周期與對流翻轉(zhuǎn)時間的比值)分析,計算得太陽Rossby數(shù)為1.85,并發(fā)現(xiàn)K型恒星存在臨界歸一化Rossby數(shù)0.07:該數(shù)值小于0.07時,色球?qū)踊顒又笜?biāo)保持穩(wěn)定;大于等于0.07時,隨數(shù)值增大而下降,這一結(jié)果與國際相關(guān)研究相互印證(圖2)。

圖2:R'Hɑ與RO/ROsun的關(guān)系
此外,團(tuán)隊結(jié)合Gaia(蓋亞衛(wèi)星)DR3數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)0-200秒差距(pc)范圍內(nèi),K型恒星活動比例隨銀盤距離增加而降低,超200秒差距后趨于平穩(wěn)(圖3);同時通過金屬豐度[Fe/H]分析,初步推測“恒星金屬豐度可能影響磁活動水平”,為后續(xù)研究提供了新的研究思路。

圖3:K型恒星活動比例與銀盤上方距離的關(guān)系
研究還對中國空間站望遠(yuǎn)鏡(CSST)觀測可行性初步探索,通過將LAMOST光譜分辨率降至250(模擬CSST低分辨率條件),驗證了CSST數(shù)據(jù)用于恒星色球?qū)踊顒友芯康臐摿?。后續(xù)團(tuán)隊將繼續(xù)深入探索恒星活動規(guī)律,為天文學(xué)基礎(chǔ)研究貢獻(xiàn)力量。