云南天文臺(tái)獲雙星物質(zhì)交流演化的關(guān)鍵證據(jù)
密近雙星中,當(dāng)兩個(gè)子星演化到一定的階段時(shí)會(huì)發(fā)生兩子星間的物質(zhì)交流。這會(huì)使兩子星的質(zhì)量發(fā)生改變,從而改變雙星的演化進(jìn)程。這使得雙星演化與單星的完全不同,同時(shí)也是產(chǎn)生許多特殊天體物理過(guò)程的原因。近期,中科院云南天文臺(tái)錢(qián)聲幫研究員等發(fā)現(xiàn)一顆處于雙星物質(zhì)交流演化過(guò)程中的特殊樣本,給出了雙星物質(zhì)轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵證據(jù)。研究成果于7月18在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《The Astrophysical Journal Supplement Series》(刊物影響因子為16.2)上發(fā)表。
根據(jù)雙星的演化理論,在一個(gè)由兩顆恒星組成的分離雙星系統(tǒng)中,質(zhì)量大的一顆演化較快,并膨脹首先充滿(mǎn)洛希瓣向小質(zhì)量伴星轉(zhuǎn)移物質(zhì)。這一物質(zhì)交流過(guò)程使兩子星的質(zhì)量不斷接近,同時(shí)雙星系統(tǒng)的軌道周期不斷減小。當(dāng)兩子星的質(zhì)量相等(質(zhì)量比等于1)時(shí),雙星的軌道周期減到最小。過(guò)了這一重要的臨界演化狀態(tài)后,雙星的軌道周期開(kāi)始增加,原來(lái)的大質(zhì)量星變成了小質(zhì)量星。從觀測(cè)上找到處于這一重要臨界演化狀態(tài)上的雙星樣本是檢驗(yàn)雙星演化理論的關(guān)鍵。然而,由于這一演化過(guò)程比較快,到目前為止并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這樣的雙星系統(tǒng)。
麒麟座V753是這個(gè)星座中第753個(gè)變星,它是一顆軌道周期約為16小時(shí)15分鐘的密近雙星系統(tǒng),兩顆子星的光譜型均為A型。從2006年起,錢(qián)聲幫等利用云南天文臺(tái)1米和60公分望遠(yuǎn)鏡對(duì)麒麟座V753進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲得了18個(gè)光極小時(shí)刻。并用60公分望遠(yuǎn)鏡于2011年1月獲得了完整的多色光變曲線(下圖給出了BVRI波段的四色光變曲線)。通過(guò)對(duì)光變曲線進(jìn)行分析,表明它是較小質(zhì)量星充滿(mǎn)洛希瓣的半相接雙星(下圖給出了相位為0.25、0.5和0.75時(shí)雙星的幾何結(jié)構(gòu))。兩個(gè)子星的質(zhì)量非常接近(M1=1.597和M2=1.647太陽(yáng)質(zhì)量)。該系統(tǒng)半接的幾何結(jié)構(gòu)和軌道周期的長(zhǎng)期增加揭示了溫度較高的較小質(zhì)量星不斷的向較大質(zhì)量星轉(zhuǎn)移物質(zhì)。這些結(jié)果表明麒麟座V753是處于物質(zhì)交流過(guò)程中剛好過(guò)周期最短(兩子星質(zhì)量相等)這一臨界演化狀態(tài)的雙星系統(tǒng),是目前發(fā)現(xiàn)處于這一重要臨界演化階段的唯一雙星樣本。軌道周期的周期性變化表明系統(tǒng)中可能存在最小質(zhì)量為0.16個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的看不見(jiàn)第三伴星天體。
該成果得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等的資助(批準(zhǔn)號(hào):11133007、10973037和10903026)。論文信息:S.-B. Qian, J. Zhang, J.-J. Wang, L.-Y. Zhu, L. Liu, E. G. Zhao, L.-J. Li, and J.-J. He, V753 MON: A UNIQUE CLOSE BINARY JUST AFTER THE EVOLUTIONARY STAGE WITH THE SHORTEST PERIOD DURING MASS TRANSFER, 2013, ApJS 207, 22.
