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研究人员利用LAMOST数据发现包含致密天体的双星系统
时间 : 2022-10-26     

近期,中国科学院国家天文台博士生李雪、王松副研究员等人利用LAMOST DR9针对K2四个天区的巡天数据,发现了三个包含中子星或白矮星的双星系统。该成果是研究人员借助LAMOST数据优势在狩猎致密天体方面取得的又一项重要成果,也是LAMOST黑洞猎手计划中的一项进展。该成果发表在《天体物理学报》(2022,ApJ,938,78)。   

LAMOST的时域巡天数据可以提供高精度的视向速度。利用光谱视向速度来寻找致密天体,已经被证明是一种可靠的新方法。致密天体是恒星演化到晚期的产物,即白矮星、中子星和黑洞的统称。近年来,天文学家已经通过视向速度变化的方法发现了多个黑洞和中子星系统。 2019年刘继峰等人利用LAMOST光谱视向速度变化方法,在光学波段发现了大质量恒星级黑洞LB-1;2022年伊团等人基于LAMOST数据发现了一颗宁静态中子星。致密天体的搜寻对于理解恒星演化、致密天体的物理性质以及银河系结构等具有重要意义。  


  
    图 1 包含致密天体的双星系统示意图(图源:Yituan)    

研究团队首先从LAMOST中选择视向速度变化明显,并且光谱为单线的源。然后通过The Joker拟合视向速度,得出轨道解(例如周期P、偏心率e和半振幅K等),利用轨道参数计算出质量函数。同时,根据LAMOST提供的恒星参数计算出可见星的演化质量和引力质量。最后,结合轨道参数计算出不可见星的质量。选源的流程如下图。  
 

最终研究团队发现了三个单线光谱双星:  

第一个双星系统G6084的轨道周期为7.03天,双星中可见星质量为1.18倍太阳质量,不可见星最小质量为0.94倍太阳质量。  

第二个双星系统G6081的轨道周期为0.79天,可见星质量为0.83倍太阳质量,不可见星最小质量为0.76倍太阳质量。  

第三个双星系统G6405的轨道周期为6.43天,可见星质量为1倍太阳质量,不可见星最小质量为0.81倍太阳质量。  

这些双星系统的可见星都没有填满它们的洛希瓣。由于测光数据质量不理想,团队没有对这些双星系统的倾角进行约束。此外,研究团队对这三个源进行了光谱分解,并没有发现其它的吸收光谱成分。经分析,研究人员认为这三个双星系统中不可见星应该是宁静态的中子星或者白矮星。  

除了这四个K2天区外,2020年以来,LAMOST还对另外四个K2天区进行了时域巡天。随着LAMOST时域巡天数据的不断积累,研究团队还会发现更多包含致密天体的双星系统,这将帮助我们更好地理解大质量恒星的后期演化等相关问题。    

文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac8f29