碳星是一类特殊恒星，它的光谱中表现出强烈的碳分子吸收带特征。近日，河北师范大学和国家天文台联合培养的研究生纪伟、河北师范大学崔文元教授和国家天文台刘超副研究员等人发现碳星在特定的谱指数空间有着独特的分布特征，结合新发现的碳星红外颜色判据成功且高效地从 LAMOST DR2 恒星光谱库中挑选出了894颗碳星样本。这是目前国际上最大的一个高纯度碳星样本星表。该工作已在国际著名天文学期刊“Astrophysical Journal Supplement Series” （ApJS）上发表。

碳星大气层中碳的含量要高于氧，在碳星大气中这两种元素首先结合形成一氧化碳，消耗掉大气中所有的氧，只留下自由的碳原子和其他的原子结合，使得碳星的大气层充满了类似"煤灰"的分子，而观测人员看见的则是醒目的红色，因此碳星明亮且容易辨认，在银河系和河外星系的研究中通常被人们用作距离的示踪体。另外，对碳星光谱特征的观测有助于从星系光谱中研究星族演化、初始质量函数等星系演化的重要问题。碳星通常包含C-H、C-R、C-J、C-N和C-Hd五个子类型，近年来又发现了G-type碳星。迄今为止，人们对C-R、C-J和G-type类型恒星的物理成因仍未给出合理的解释。

                   图中表示碳星候选体在线指数空间的分布，背景是LAMOST DR2的恒星。

     该团队通过分析已知碳星，发现其在CN7820和CN7065两个谱指数空间内，集中分布在一个细小的分支上，区别于绝大多数的其他类型恒星。利用该特征，研究人员从近400万的恒星样本中去掉了约97%的污染星。接着，研究人员通过红外颜色判据从8万多颗碳星候选体中排除了高温普通恒星的污染，最终从这些候选体中人工挑选出了894颗碳星样本，这也是近年来国际上最大的有着很好一致性的一个高纯度碳星样本。其中的C-N样本可用于银河系旋转曲线的研究；C-H星则可用于银晕结构及形成机制方面的研究工作；C-H星则可用于银晕结构及形成机制方面的研究工作；C-R星则需要进一步的高分辨率光谱跟踪观测，以研究其物理的形成机制。该样本还包含105颗较为奇特的恒星，其光谱中既有弱的C₂特征又有弱的TiO₂特征，而这是目前已知的碳星理论所无法解释的。因而，接下来仍需要进一步的高分辨光谱观测研究以完善或者改变我们目前的碳星形成理论。