大熊座 W 型相接双星的观测与统计研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张旭东
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| 答辩日期 | 2021-07-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 钱声帮 |
| 关键词 | 相接双星 相接双星形成 相接双星演化 周期截止 临界质量比 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Observations and statistical studies of W UMa-type contact binaries |
| 英文摘要 | 相接双星是两颗子星均充满洛希瓣的强相互作用双星系统，而且两子星周围存在一个公共包层。我们知道，单星的演化问题就已经很复杂了，而相接双星 由于具有这种特殊的几何结构，使其形成和演化问题变得更加复杂。相接双星还是研究一些特殊天文现象的天体物理实验室，如双星并合、快速旋转单星的形成以及亮红新星爆发等。所以，对于相接双星的研究就显得非常的重要。 本文首先对相接双星的测光观测研究进行了简单介绍，通过测光解轨分析可以的到相接双星的一些物理参量。之后通过对大量样本的统计分析，对相接双星的一些特殊性质进行了详细的探讨。具体结果如下： 1、CSS J075415.6+191052 的测光解表明这是一颗低质量比（ = 0.178）、A 次型相接双星，相接度为 34.9%。它的光变曲线在 B、V 波段没有畸变而在 R、I 波段却有微弱的畸变现象。根据光变曲线畸变的相位和它在四个波段所表现出 来的差异，我们排除了子星磁活动和两子星间快速物质流这两种情况。那么导致 R、I 波段光变曲线畸变的主要原因可能就是主星向公共包层的物质转移，光变 曲线畸变的相位也很符合这一猜想。 2、通过对 NW Leo 的测光解轨分析，得出这是一颗大质量比（ = 0.707）浅度相接双星（ = 2.3%）。此外，它的 − 曲线表现出了明显的周期性变化， 而且调制周期很短，只有大约 4.7 年。这个周期性变化成分很可能是由于第三天 体的光时效应引起的，我们通过计算得到了第三天体的质量约为 0.48 ⊙。它的 − 变化趋势表明其周期还有长期减小的成分，这种变化可能是由于主星向次 星的物质转移所致。但是，当前极小时刻的数量仍然有限，这个长期减小的变化 趋势并不明显，要得到更精确的周期变化还需要之后不断积累观测资料。 3、相接双星的次星往往表现出膨胀和超光度现象，所以我们以次星为出发点，通过对比次星与同质量主序星的径向密度分布，发现两种次型相接双星有很 大的差别。A 次型相接双星的次星是由质量大于 1.8 个太阳质量的初始大质量子 星经历质量比反转后演化而来的。所以，A 次型相接双星的次星已经不是主序星了，其表现出的膨胀和超光度主要是因为自身的过演化。W 次型相接双星的主 星光度损失恰好和次星超光度呈线性关系，说明 W 次型相接双星的两子星间发 生了能量转移。根据热弛豫振荡（TRO）理论，能量转移将会使次星膨胀并向主星转移物质，所以次星的质-径关系也脱离了主序带。 4、相接双星的周期截止现象是相接双星的一个非常特殊的性质，过去人们 一直认为相接双星的截止周期是 0.22 天。我们通过对相接双星各个物理参量之 间相互关系的研究，推导出了轨道周期和质量比之间的关系式，从而在质量比 限制下得到了相接双星的周期下限（0.15 天），这一结果也得到了观测上的支持。 此外，我们发现大质量比相接双星和小质量比相接双星在轨道周期-比角动量图 中的分布有很大不同。通过进一步研究，结果表明：大质量比相接双星遵循 TRO 理论而小质量比相接双星遵循角动量损失（AML）理论。说明 TRO 和 AML 在 相接双星的演化过程中共同发挥作用，随着质量比的减小，AML 逐渐占据主导 地位，促使相接双星最终走向并合。 5、我们讨论了几种不同情况下相接双星临界质量比的计算方法，通过这些 方法我们估算出了相接双星并合的临界质量比。但是，有几个相接双星的质量 比已经小于计算所得的临界质量比。通过对这几个特殊相接双星的进一步分析， 我们认为造成理论计算与实际情况偏差的主要原因是没有考虑较差自转等因素 对子星无量纲回旋半径的影响，用 2 代替 2 就会更加符合实际情况。而且一 般来说 < 1，以 V1187 Her 为例，它的 < 50%。然后，我们还分析了两种次 型相接双星在质量比-比角动量图和质量比-相接度图中的分布，结果表明 A 次型 和 W 次型相接双星的确表现出了不同的演化方式，进一步佐证了我们第五章中 分析的结果。 |
| 学科主题 | 天文学 ; 恒星与银河系 ; 恒星形成与演化 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 121 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25504]  |
| 专题 | 云南天文台_双星与变星研究组 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张旭东. 大熊座 W 型相接双星的观测与统计研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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