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LAMOST助力一颗特殊相接双星的研究
时间 : 2023-11-29     

近日,山东大学李凯教授团队使用LAMOST、TESS及NEXT数据对一颗罕见的相接双星进行研究,发现该双星具有强烈的色球活动,并在TESS数据中发现了该相接双星来自主星的耀发事件,这是历史上首次能够确认双星中的耀发事件具体来自哪颗子星的研究,该成果已在国际天文期刊《英国皇家天文学会月刊》(MNRAS)正式发表,山东大学空间科学与物理学院博士生李灵芝为论文第一作者,李凯教授为通讯作者。  

宇宙中超过50%的恒星位于双星或多星系统中,因此,双星的研究具有十分重要的意义。相接双星是两颗子星具有公共包层的强相互作用双星(如图1所示),其形成、演化及活动性等问题一直是天体物理研究中的未解难题。

   
 图1 相接双星ASAS J082243+1927.0的几何结构图  

本工作使用LAMOST和SDSS光谱数据提取的视向速度曲线以及星明天文台60cm望远镜(NEXT)观测的测光光变曲线对相接双星ASAS J082243+1927.0进行了分析,得到了该相接双星准确的质量比约为0.094,并获得了两个子星的质量、半径和光度等物理参数,确定了该相接双星为一颗极端小质量比的深度相接双星(f~69.4%),这一结果增加了极端小质量比相接双星的样本数,对研究相接双星的质量比下限和双星并合具有十分重要的意义。 

  
图2.左图为NEXT观测的多色光变曲线,右图为LAMOST和SDSS光谱数据提取的视向速度曲线  

相接双星的磁活动,如黑子、耀发,谱斑等,普遍被认为与色球活动有关,相接双星色球活动的一个明显特征是光谱发射线,例如Hɑ、Ga II H&K等发射线。本工作利用LAMOST光谱对这个相接双星的色球活动进行了研究,基于光谱减技术可以得到如图3所示的明显Hɑ发射线,证明该目标具有较强的色球活动。

  
图3  LAMOST中低分辨率光谱利用光谱减技术得到的Hɑ线附近的图像  

迄今为止,相接双星中探测到的耀发事件屈指可数。研究团队利用TESS巡天数据首次发现该双星中的耀发事件,并确定了耀发事件来自主星。由于双星系统包含两颗子星,因此区分耀发事件来自主星还是次星极具挑战性。本工作发现的耀发事件发生在相接双星全食的次极小(光变曲线亮度下降后变平的区域)(如图4),此时只能观测到主星,因此能够确定耀发事件来自该双星中的主星,这是首次确定双星中的耀发事件具体来自哪颗子星的研究,这对揭示双星耀发事件的起源以及特征分析具有非常重要的意义。 

 
图4 TESS发现的两次耀发事件  

该工作得到了国家自然科学基金、山东大学齐鲁青年学者项目、LAMOST重大成果培育项目以及国家天文科学数据中心青年数据科学家项目的支持资助。  

论文链接:https://doi.org/10.1093/mnras/stad3251