球狀星團(tuán)是由成千上萬甚至數(shù)十萬顆恒星組成，外貌呈球形的恒星集體。近期，中國科學(xué)院云南天文臺(tái)大樣本恒星演化組針對(duì)球狀星團(tuán)中元素豐度異常現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了小質(zhì)量雙星的穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移的形成機(jī)制。這一成果發(fā)表在4月出版的最新一期國際權(quán)威期刊《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。?

圖為雙星穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移通道。Main sequence、Hertzsprung Gap分別表示恒星處于主序和赫氏空隙階段，White Dwarf表示白矮星。（圖片來源：中國科學(xué)院云南天文臺(tái)）

球狀星團(tuán)中元素豐度異常現(xiàn)象也被稱為“多星族現(xiàn)象”。一般認(rèn)為球狀星團(tuán)是單星族的理想模型，也就是說同一星團(tuán)里所有恒星的表面豐度是一致的。球狀星團(tuán)元素豐度異常現(xiàn)象是指在同一個(gè)星團(tuán)中，不同恒星的表面如碳、氮、氧、鈉等輕元素豐度并不一致，呈現(xiàn)著不同程度的彌散，甚至是反相關(guān)的現(xiàn)象，如鈉-氧反相關(guān)，碳-氮反相關(guān)等。這些觀測現(xiàn)象與人們對(duì)球狀星團(tuán)的傳統(tǒng)認(rèn)知相違背。近年來，學(xué)界已經(jīng)提出多種模型試圖解釋這一有趣的現(xiàn)象，但對(duì)于元素豐度異常的起源仍然沒有定論。?

云南天文臺(tái)博士研究生魏丹丹、王博研究員和姜登凱研究員等人，運(yùn)用恒星演化程序，在考慮了星風(fēng)、對(duì)流、磁滯等情況下，進(jìn)行了大量的雙星演化模型計(jì)算。雙星中大質(zhì)量星的初始質(zhì)量為0.9—1.9個(gè)太陽質(zhì)量，他們研究發(fā)現(xiàn)小質(zhì)量雙星系統(tǒng)在經(jīng)歷穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移后，吸積物質(zhì)的子星表面會(huì)表現(xiàn)出不同程度的豐度異常，如鈉豐度增加和氧豐度降低等，并且與球狀星團(tuán)觀測的豐度異常基本符合。

這一結(jié)果表明，小質(zhì)量雙星穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)移通道可以產(chǎn)生豐度異常恒星，能夠解釋球狀星團(tuán)中部分的多星族現(xiàn)象。這一研究成果，有助于人們進(jìn)一步了解球狀星團(tuán)的形成和演化。