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十颗极端小质量比相接双星的首次测光和光谱研究
时间 : 2022-11-14     

近期,山东大学威海校区李凯教授等人利用LAMOST低分辨率光谱数据和国内中小口径望远镜开展了极端小质量比相接双星的研究工作,并对十颗极端小质量比相接双星进行了首次测光和光谱分析,获取了它们的色球活动、演化阶段等重要的物理信息,对进一步研究相接双星的性质及相接双星并合等具有重要的科学价值。该研究成果发表在国际知名天文期刊《天文学报》(2022,AJ,164,202)。  

相接双星是指两颗子星相互靠的很近,都充满洛希瓣的强相互作用双星系统。其形成和演化一直是天体物理领域研究的热点和难点。相接双星被认为形成于短周期的分离双星的轨道角动量损失,最终将并合成为快速自转单星,并可能产生亮红新星爆发。理论预言,银河系中大概每10年就会发生一次恒星并合事件,但到目前为止仅确认一例相接双星并合事件(V1309 Sco)。由于样本太少,很难实现对相接双星并合以及亮红新星起源的全面详尽的描述,因此,搜寻相接双星并合候选体对研究双星并合和亮红新星起源具有十分重要的科学意义。

 
图 1 相接双星系统示意图(图源:Mark Garlick)  

理论研究表明相接双星存在质量比下限(qmin~0.07),当质量比低于这一下限时,相接双星将发生并合。因此,自2019年开始,李凯等人从超新星全天空自动观测项目(All-Sky Automated Survey for Supernovae,ASAS-SN)的双星星表中筛选了一批小变幅全食相接双星进行观测,试图搜寻一批极端小质量比相接双星(质量比小于0.15的相接双星)。  

本研究工作中,李凯等人使用山东大学威海天文台1米望远镜、宁波市教育局——新疆天文台望远镜和国家天文台兴隆观测基地80厘米和85厘米望远镜对十颗相接双星进行了观测,同时结合LAMOST低分辨率光谱数据对它们进行了分析,得出这十个目标均为极端小质量比相接双星,并且都表现出色球活动。最终研究表明这十个目标目前都是稳定的,但多个目标接近并合的边缘,同时它们都处于相接双星演化的晚期,是相接双星并合候选体,这一工作为探究相接双星并合条件和亮红新星起源提供了重要线索和机会。

 
   图2  十颗极端小质量比相接双星光变曲线与理论曲线的对比 
  
  图 3 LAMOST低分辨率光谱数据利用光谱减技术得出Hα线的剩余发射  

该工作得到了国家自然科学基金和山东大学齐鲁青年学者项目资助。  

 论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac8ff2