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云南天文臺發現大熊座W型相接雙星兩種次型的不同演化路徑

2020-04-08 云南天文臺
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  近期,英國《皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)在線發表了中國科學院云南天文臺雙星與變星研究團組博士研究生張旭東和研究員錢聲幫等人的一項研究成果。該研究通過對比分析兩種不同次型的相接雙星,發現它們具有不同的演化路徑,這有助于理解相接雙星的形成與演化。

  大熊座W型相接雙星是兩子星靠得很近且具有對流公共包層的強相互作用雙星系統,其形成和演化一直是人們關注的科學問題。與同質量的主序星相比,這類雙星的小質量子星(以下簡稱次星)往往表現出膨脹(半徑偏大)和超光度。究其原因,如果次星已經演化,中心氫燃燒所提供的輻射能不足以抵抗引力收縮時,核心收縮所釋放出的引力能會導致恒星外層膨脹。亦或主星通過公共包層向次星轉移了部分能量,那么即便次星還處在主序帶,也會因為接收了能量而膨脹。

  張旭東等人正是基于次星的特殊性質,搜集了117顆有光譜和測光研究資料的相接雙星。其中,48顆是次星表面溫度低于主星的A次型相接雙星,69顆是次星表面溫度高于主星的W次型相接雙星。通過對它們的次星質-徑、質-光關系的對比分析,發現了這兩種次型相接雙星演化路徑的差別。

  他們發現這兩種次型相接雙星的次星分別與質量大于和小于1.8個太陽質量的主序星質-徑關系相似。而且,用主次星光度分別與同質量主序星光度做差,然后再對比兩種次型主次星光度差關系,發現只有W次型支持能量轉移理論。分析表明,A次型相接雙星可能經歷過質量比反轉,即當前的次星是初始大質量星,而W次型相接雙星可能經歷過一次或多次熱弛豫振蕩循環。

  該研究成果受到國家自然科學基金以及云南省科技人才和平臺計劃等的資助。

  論文鏈接

  圖1 次星的質-徑關系(A次型—實心點,W次型—空心點)。位于紅線之間的相接雙星與質量大于1.8個太陽質量的主序星有相似的密度徑向分布,而位于藍線之間的相接雙星與質量小于1.8個太陽質量的主序星有相似的密度徑向分布。

圖2 主次星光度差關系(A次型—實心點,W次型—空心點)。

打印 責任編輯:葉瑞優

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