中山大学张嘉俊、汤柏添团队论证了空间站巡天望远镜在证认氮增丰贫金属场星上存在明显优势

氮增丰贫金属场星指拥有氮元素丰度比正常恒星高的特殊恒星，这类恒星一般起源于球状星团，它们见证了星团和星系的共同演化。建立一个大样本的氮增丰贫金属场星有助于了解恒星从星团中逃逸的机制和星团对银河系晕的贡献。中国空间站望远镜（China Space Station Telescope，简称CSST）的主巡天模块将对天空中17,500平方度天区进行多色测光和无缝光谱观测。该模块在证认氮增丰贫金属场星上具有四点优势：1、观测波段覆盖了对氮丰度敏感的紫外波段（300 nm-450 nm），使得可以从紫外的测光星等和无缝光谱里挖掘出氮增丰信号；2、极限星等深，模块可获得银河系及近邻矮星系中大量恒星的观测数据；3、模块的大视场提高了观测效率；4、空间分辨率高，避免了相邻源的干扰。所以，CSST在证认氮增丰贫金属场星上应该存在明显优势。

基于合作者提供的银河系背景晕星星表，团队假设星表中1%的恒星表现氮增丰，其余99%的恒星表现氮不增丰，通过生成光谱和将这些光谱与CSST主巡天滤光片卷积的操作后，团队生成一个同时包含氮增丰样式和氮不增丰样式的星表。

基于前面得到的星表，首先团队发现u-g与g-r颜色-颜色图可以有效分离氮增丰恒星与正常恒星（氮不增丰恒星）。图1的左边展示了氮增丰巨星与正常巨星在u-g与g-r颜色-颜色图上的分布，在g < 18.5 mag下，氮增丰巨星与正常巨星能被分离开，该星等比目前用光谱证认的氮增丰恒星的星等要低。最后团队发现信噪比等于10的无缝光谱可以用于证认氮增丰恒星。图1的右边对比了氮增丰巨星与正常巨星的无缝光谱，在信噪比等于10的情形下，NH3400、CN3839和CN4142三条分子带的显著性水平分别为27.0σ、24.8σ和8.8σ，均大于3σ，表现出明显的氮增丰信号。

图：左：氮增丰巨星与正常巨星在u-g与g-r颜色-颜色图上的分布。蓝色点代表氮增丰巨星，黑色点代表正常巨星，红色线为分界线。右：上子图展示了一颗氮增丰巨星和一颗正常巨星的光谱，绿色线代表氮增丰巨星，蓝色线代表正常巨星，这两颗恒星具有一样的恒星参数，但具有不同的氮丰度和碳丰度，光谱的分辨率为200，信噪比为10，下子图展示了氮增丰巨星和正常巨星的光谱的流量比，红色线是分子带NH3400、CN3839和CN4142的高斯拟合轮廓。

论文：张嘉俊，汤柏添，常江，et al. On the identification of N-rich metal-poor field stars with future China Space Station Telescope, RAA, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-4527/ad0428