李凯教授团队利用LAMOST中分辨率数据发现2万多颗光谱多星系统

本站讯  近日，空间科学与技术学院硕士研究生韩雨昕在李凯教授指导下，在光谱多星系统搜寻领域取得新进展，相关成果以 “Searching for Spectroscopic Multiple-Star Systems in LAMOST Medium-Resolution Spectroscopic Survey” 为题，发表于《The Astrophysical Journal Supplement Series》（IF8.5）。该研究得到了郭守敬望远镜（LAMOST）提供的关键数据支持。

光谱多星系统（SB）是指成员星间角距离过小、无法被望远镜直接分辨的多子星系统。作为恒星形成的普遍产物，对其系统性地搜寻与研究，对于理解恒星的形成机制、演化路径及动力学相互作用具有重要意义。尽管这类系统在天体物理研究中至关重要，但目前已确认的光谱多星系统相较于银河系庞大的恒星数量，仍十分有限。

本论文以搜寻单线光谱双星（SB1）、双线光谱双星（SB2）及光谱三星系统（ST）为目标，利用高斯分解程序Gausspy+自动识别LAMOST中分辨率巡天（MRS）光谱与太阳光谱的交叉相关函数（CCFs）中的多峰结构，从而实现对这三类系统的探测。

本研究采用Gausspy+拟合CCF曲线的方法搜寻SB2与ST候选体。拟合前，向Gausspy+输入具有单峰、双峰和三峰CCF特征的训练样本，以获取适用于该数据集的最佳拟合参数。基于测试集的统计分析，构建了针对双峰与三峰CCF曲线的筛选判据。结合目视检验，评估结果显示：SB2识别准确率为95.7%，ST为98.6%。将该方法应用于近45万个LAMOST DR10目标后，共识别出15,887个SB2候选体和8,771个ST候选体，其中新发现天体分别占65.3%（SB2）和93.9%（ST）。此外，对于CCF曲线仅呈现单峰结构的目标，研究筛选出903个视向速度（RV）存在显著变化的系统，并利用轨道求解程序The Joker计算其轨道参数。通过最佳拟合解对RV进行相位折叠，结合拟合优度与目视检查，最终识别出294个具有周期性RV变化的SB1候选体，其中新发现天体占比为93.9%。

图1 Gausspy+对于不同峰数情况下CCF拟合结果示例

在SB2候选体中，针对有效曝光次数≥6次的目标，利用The Joker工具进行了解轨分析，最终获得了334个SB2系统的轨道解。对于ST系统，同样筛选出有效曝光次数≥6次的目标，通过分析每个系统中三颗子星的径向速度变化趋势，识别出46个层级三体系统并给出了其轨道解。为进一步揭示SB1、SB2及ST候选体的分布特征，本文统计了候选体的曝光次数、SB2候选体的∆RV，以及三类系统中恒星参数的分布。结果显示，主序星在各类系统中均占较高比例：SB1约为87%，SB2约为90%，ST约为97%。

图2 使用The Joker计算出的SB1最佳轨道解对应的RV-phase图示例

综上所述，本研究利用Gausspy+对LAMOST MRS光谱数据开展了SB1、SB2及ST系统的搜寻，发现了上万颗新光谱多星系统，并给出了所有候选体的视向速度、星等、视差等信息，并对部分满足条件的系统进行了解轨分析，提供了轨道解。研究成果丰富了现有光谱多星星表，也为后续相关搜寻提供了新的方法及思路。

文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ae518f