近相接型密近双星的观测与统计研究

来源 :中国科学院研究生院(云南天文台) | 被引量 : 0次 | 上传用户:qijich
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近相接型密近双星是两子星均充满或接近充满洛希瓣的一类密近双星,与相接双星不同,其两子星没有形成公共包层,表面有效温度差别较大,展示出EB型的光变曲线。这种独特的几何结构使近相接双星成为人们关注的一类天体系统。这类星最主要的特征是其处于临近相接阶段,是联系相接双星与分离双星和半接双星的桥梁。本文主要对一批处于重要演化阶段上的近相接双星样本和个别W UMa型相接双星以及短周期Algol型双星系统进行了观测分析和研究。同时我们还收集了大量近相接双星样本,对这类系统光变曲线、轨道周期变化和一些物理量进行了统计分析研究,取得了如下的研究成果:1、发现BL And是一个主星充满洛希瓣的近相接型密近双星系统,其轨道周期长期减小(dp/dt=-2.36×10-8天/年),揭示了它是目前发现的少数几个处于从主星到次星物质交流演化进程中的双星样本之一。随着轨道周期的收缩,它将演化成一个相接的系统,同时BL And很可能是TRO理论所预言的相接破裂阶段的系统。2、发现GW Tau、UU Lyn和AS Ser属于临近充满的近相接双星系统,它们几何上相接,有一定的相接度(GW Tau是10.9%,UU Lyn是2.3%,AS Ser是2.3%),但表面有效温度差别较大,分别为△T=3000K(GW Tau)、△T=1900K(UU Lyn)和△T=2500K(AS Ser)。分析显示它们的轨道周期均有减小的趋势,揭示了它们是通过物质交流刚形成的几何相接双星。待公共包层形成以后,它们将有可能演化成为真正的热相接双星,同时它们也有可能是处于热驰豫震荡(TRO)理论预言的相接开始阶段的系统。研究这类系统对了解过相接双星对流公共包层的形成具有极为重要的意义。3、发现RU UMi是一个次星充满洛希瓣的近相接双星。其轨道周期长期收缩(dp/dt=-1.72×10-8天/年)。次星充满的位型不足以解释轨道周期的减小,所以该系统除了有从次星到主星的物质交流外还应存在整个系统质量的损失。结合分光所得的质量函数,我们给出了RU UMi的绝对参量。同时分析得到了两颗短周期Algol型半接双星系统BF Vel和DF Pup的测光解,它们的次星均充满洛希瓣,主星的充满度分别是78%和82%,因此它们也属于次星充满的近相接双星系统。由于次星充满的近相接双星和短周期的Algol型半接双星在赫罗图上的分布很接近,暗示着次星充满的近相接双星就是短周期的Algol型半接双星。4、发现GSC 3658-0076和KM UMa均为临近分离的近相接双星系统,它们的次星临近充满洛希瓣,同时主星非常接近充满,充满度分别为97.4%和95.1%。GSC 3658-0076的主星演化程度较次星高,而KM UMa的次星演化程度较主星高,它很可能是一个“Algol后”系统。这两个系统都是处于双星物质交换将要开始的系统,对研究双星的物质交换演化过程具有重要的作用。5、发现主星充满的近相接双星系统VZ Psc和次星充满的近相接双星HL Aur的轨道周期都可能存在周期性的变化,且HL Aur的轨道周期还在长期的减小(dP/dt=-1.08×10-7dyr-1)。我们倾向于认为VZ Psc的周期性变化是由于次星的磁活动引起,且需要的引力四极矩的变化量△Q应该是5.47×1048gcm2。而HL Aur的周期性变化更可能是由于第三天体的光时轨道效应所致,分析表明这个第三天体可能是在双星系统演化的某个阶段被俘获而来。6、发现SS Com是一个质量比为0.29的A次型W UMa型过相接双星系统而PP Lac是一个质量比为2.3的W次型W UMa型过相接双星系统。SS Com的轨道周期长期增加(dP/dt=6.59×10-7dyr-1),随着轨道周期的增加,质量比和相接度都将减小,它可能会演化成一个小质量比的A次型W UMa型过相接双星系统,然后进一步演化成一颗快速自转的单星。PP Lac的轨道周期没有长期变化,但有一个周期性的变化成分,这可能是由于第三天体的光时轨道效应引起的。PP Lac很可能就是处于热驰豫震荡主导和角动量损失主导阶段之间的系统。7、对近相接双星光变曲线一些特征的统计显示,轨道倾角大于70°的近相接双才易被观测到,且近相接双星光变曲线中的O’Connell效应可能大部分是由于物质交流所致。8、对近相接双星轨道周期变化的统计发现主星充满洛希瓣的近相接双星均表现出轨道周期的长期减小,减小率的量级在10-7天/年到10-8天/年之间,其它类型的近相接双星轨道周期有增有减。特别地,次星充满的近相接双星的轨道长期变化率和周期的关系非常符合轨道周期减小的Algol型半接双星的关系,以0.73(±0.24)天为分界线,周期小于此值的这些系统的轨道演化以两子星间的物质交流主导,大于此值的可能以磁星风引起的角动量损失以及星周物质的影响为主导。另外第三天体很可能在近相接双星系统中普遍存在,轨道周期出现周期性变化的系统约占目前有周期分析的近相接双星的40%。9、对近相接双星绝对参量的统计以及它们与W UMa型过相接双星和Algol型半接双星的对比研究发现:(1)大部分近相接双星两子星的平均密度相近,在赫罗图上的位置都接近零龄主序,它们可能是经由CaseA物质交换而来或者正在进行CaseA物质交换。(2)近相接双星有向着质量比减小的方向演化的趋势。(3)次星充满的近相接双星要损失比角动量才能演化成过相接双星,其它类型的近相接双星可以在守恒的情况下演化到过相接双星或Algol型半接双星。
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