恒星转动和双星作用对大样本恒星系统特征的影响及其在星族研究中的应用

大量研究表明大部分（>50%）恒星处于双星中而且存在转动。恒星转动和双星作用可以明显地改变恒星的演化从而改变大样本恒星系统的整体特征，所以详细、系统地研究恒星转动和双星作用对恒星系统特征的影响是非常有必要的。另外，观测表明星系中的恒星并非同时形成，这要求对星系这样的大样本恒星系统进行研究时最好采用复合星族模型。本项目将采用大样本研究、演化星族合成、理论与观测对比研究等方法全面深入地研究恒星转动和各种双星相互作用对大样本恒星系统特征（如光谱、颜色、谱指数、超新星爆发等）的影响，并在此基础上建立与LAMOST光谱特征对应的先进复合星族模型（单星＋双星；不同年龄星族混合），然后对SDSS和LAMOST等大巡天的观测数据进行应用。本项目将对推动演化星族合成和大样本恒星系统研究的发展、促进对我国重大观测项目LAMOST数据的应用、以及进一步研究超新星和恒星演化做出贡献。

星系和星团中存在大量的双星而且很多恒星均存在转动现象，但是大部分星族合成研究并未考虑它们的影响。因此，系统地研究恒星转动和双星作用的影响在星族合成等研究中具有重要的意义。本项目采用大样本恒星演化、演化星族合成等方法研究了恒星转动和双星作用对星族合成的影响，并构建了与LAMOST光谱分辨率相近的星族光谱模板。此外，我们利用所构建的双星复合星族合成模型对一些早型星系的光谱和星团的颜色-星等图进行了研究。结果显示：恒星转动和双星作用对星族的颜色-星等图有非常重要的影响，并且考虑了恒星转动和双星作用的星族模型成功地重现了哈勃望远镜在大麦哲伦云中观测到的球状星团的颜色-星等图。观测到的主序展宽、拐点展宽、扩展的红团簇、蓝离散星、红离散星等都已被成功地解释。另外，我们的结果显示双星作用对星族的光谱有非常重要的影响，特别是年老星族的紫外能谱受双星的影响非常大。因此，要正确解释早型星系的紫外反转能谱，就应该考虑双星的作用。通过积分光谱对星系的物理参数和恒星形成历史进行研究时，双星也起着重大的作用：双星星族模型将给出与单星星族模型完全不同的恒星形成历史和更大的尘埃红化。此外，我们发现双星演化在Ia型超新星的产生中也具有重要的作用，很多超新星可能来自于双星的演化，其中公共包层的演化对特殊Ia型超新星的诞生率有明显的影响。