利用 R=1,800 的 LAMOST 光谱测量 14 种元素丰度

LAMOST 巡天已获取了银河系中 500 万颗恒星的低分辨率光谱（R=1,800），远超当前任何具有相应或更高光谱分辨率的恒星巡天。通常认为，从如此低分辨率的光谱中只能测量极少数元素丰度，这限制了它们在银河系考古学研究中的应用。然而，Ting 等人（2017）利用第一性原理模型论证，低分辨率光谱至少在理论上应能实现对多种元素丰度的精确测量。本文通过实际测量 LAMOST 光谱中 14 种元素的相对丰度来验证这一论断，对于 ${\rm S/N}_{\rm LAMOST}$ > 30（每像素）的天体，精度可达 $\lesssim$ 0.1 dex。我们采用一种光谱建模方法，将数据驱动模型与先验信息相结合，要求模型梯度光谱应类似于第一性原理光谱模型。该方法确保数据驱动的丰度测定在预测时利用光谱中物理上合理的特征，而非仅仅利用丰度之间的天体物理相关性。我们的分析受限于 APOGEE 巡天所测量的元素丰度种类，后者是训练标签的来源。获取 LAMOST 恒星子集的高质量/分辨率光谱以测量更多元素丰度作为训练标签，然后将此方法应用于整个 LAMOST 星表，将提供一个包含超过 20 种元素丰度的样本，其规模比当前高分辨率巡天大一个数量级，从而大幅增加银河系考古学的样本量。