背景介绍
寻找处于双星系统中的致密天体，是理解恒星演化、超新星爆发及致密天体形成的重要途径。通过监测光学伴星的轨道运动，并利用动力学方法限制不可见伴星的质量，已成为搜寻致密天体的重要手段。
相较于视向速度变化显著的密近双星（轨道周期通常小于10天），长轨道周期双星（通常大于100天）的视向速度变化更缓慢，往往需要数年甚至更长时间基线和多历元观测才能得到可靠轨道解。Gaia的高精度天体测量信息提供了可能含有致密天体的长轨道周期双星系统，而LAMOST长期积累的多历元光谱可以给出视向速度变化。二者结合，为系统搜寻长轨道周期致密天体提供了契机。
搜寻含有致密天体的长轨道周期双星
基于多历元光谱的动力学测量
研究团队利用Gaia DR3中的重归一化单位权重误差（RUWE）筛选具有显著天体测量异常的目标，并与LAMOST DR13的中分辨率光谱进行交叉匹配。基于多历元视向速度进行轨道拟合，筛选得到了19个较大质量函数（大于0.05倍太阳质量）且具有长轨道周期的单线光谱双星，周期范围在30至1500天。
研究人员进一步结合Gaia、2MASS和AllWISE多波段测光数据，对可见星进行光谱能量分布拟合（SED），19个系统被划分为三类：2个高优先级致密天体候选体（Type I）、5个次优先级候选体（Type II）和12个普通候选体（Type III）。
其中，2个高优先级系统G3443和G1560的可见星均为G型主序星，不可见伴星的最小质量分别约为1.04和1.18倍太阳质量。如果这些不可见伴星是主序星，则在中分辨率光谱中应该能看到其显著贡献，但目前LAMOST光谱中并未发现相应信号，因此它们极有可能是致密天体，值得后续随观测来证认。
图1：19个双星系统的轨道参数分布。红色表示高优先级候选体。
图2：两个高优先级候选体G3443和G1560的视向速度曲线拟合及光谱能量分布拟合。
该研究联合LAMOST DR13多历元中分辨率光谱与Gaia DR3天体测量信息，筛选得到19个长轨道周期致密天体候选双星系统。长轨道周期系统中的两颗星相距较远，几乎不存在物质交换，若其中存在致密天体伴星，通常缺乏明显的物质吸积和高能辐射，因此呈现“休眠”状态。研究结果表明，长期、多历元光谱观测与高精度天体测量的结合，为搜寻此类长轨道周期的“休眠”致密天体提供了有效途径，也为后续进一步确定其物理性质奠定了基础。
未来展望
目前仅有小部分Gaia候选源具有足够数量的光谱来细致开展轨道分析。在LAMOST覆盖范围之内（包括天区和深度）应存在大量尚未挖掘的致密天体，现阶段由于缺少充足的多历元光谱观测而不能将它们发现并证认。随着LAMOST时域巡天的持续开展和恒星光谱的不断积累，并考虑到近期Gaia DR4将释放更丰富的天体测量信息，我们完全可以期待长轨道周期致密天体在不久的将来能显著扩大样本。
相关论文以“A Sample of Long-Period Binaries with Dormant Compact-Object Candidates from LAMOST DR13 MRS and Gaia DR3”为题，已被国际天文学术期刊《The Astrophysical Journal》接受发表。论文第一作者为厦门大学天文学系周俊行博士研究生，通讯作者为厦门大学顾为民教授。该成果得到国家重点研发计划项目和国家自然科学基金重点项目的资助。
