主星充满洛希瓣型及弱热相接型近相接双星的观测研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 常林凤
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| 答辩日期 | 2023-07-01 |
| 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 | 朱俐颖 |
| 关键词 | 近相接双星 主星充满的近相接双星 弱热相接双星 O - C 物质转移 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | An observational study on the near contact binaries of the primary filled its Roche Lobe and poor-thermal contact |
| 英文摘要 | 近相接双星是指两子星皆充满或者临近充满各自洛希瓣的一类密近双星系统，系统中两子星对其洛希瓣的充满度都非常高，但是还没有形成公共对流包层，两子星表面温度差距还很大。对近相接双星的研究，有助于探索相接双星的形成原因。特别地，主星充满洛希瓣的近相接双星有明显的物质转移特征。从主星到次星的物质转移，导致系统轨道周期长期减小，并伴有对应相位的畸变，是研究双星间物质交流的理想实验室。然而，这类近相接双星源处于快速物质转移阶段，演化时标很短，所以目前的样本还非常少。此外，弱热相接型近相接双星是指两子星都充满了各自洛希瓣，然而表面温度差异很大的近相接双星（下文简称弱热相接双星）。主星充满洛希瓣的近相接双星和弱热相接双星，被认为是热弛豫振荡过程中的两个阶段，对检验热弛豫振荡理论有重要意义。然而，目前这两类近相接双星样本非常有限，且样本中短周期样本匮乏，这给热弛豫振荡理论带来了挑战。为了寻找更多这两种类型的近相接双星样本，我们对一批样本进行了观测研究，并对目前的样本进行了初步的统计分析，得到的主要研究结果如下：运用W-D程序对V505 Cyg的光变曲线进行了解轨，结合周期分析，发现它是一个主星充满洛希瓣的近相接双星。它的光变曲线的主极大高于次极大，揭示物质流从主星转移到次星、撞击次星表面产生局部高温区域。另外，其长期减小的轨道周期，亦可以用物质从主星转移到次星的假设来解释。其轨道周期除长期减小外，还出现周期性振荡。通过周期变化分析，揭示出第三天体的光时轨道效应最有可能是导致V505 Cyg轨道周期周期性振荡的原因。随着轨道周期收缩，V505 Cyg将演化为相接双星。V505 Cyg也有可能是一个热弛豫振荡理论预言的相接破裂系统，其目前又在朝着相接状态演化。通过对J115114进行两次观测，我们得到了其BVRI波段间隔接近两年的两组完整光变曲线，并利用W-D对这两组光变曲线进行了拟合。拟合结果皆表明J115114也是一个主星充满洛希瓣的近相接双星。特别地，其质量比低于0.2。如此低的质量比表明J115114很可能已经经历过至少一次热弛豫振荡循环，其可能已经完成质量比反转，目前正处在热弛豫振荡预言的相接破裂阶段或物质刚刚从主星向次星转移阶段。此外，利用现有的掩食光变极小时刻，O - C分析显示其轨道周期长期减小，这与其位形相符。随着轨道周期减小，J115114将会演化为相接双星。我们利用W-D程序对用中泰70厘米望远镜观测所得的多波段光变曲线进行了拟合，结果显示V0749 Aur为一个弱热相接双星，因为其两子星的充满度都很高，但表面温度差别还很大。结合巡天数据，我们修正了它的周期。W-D解轨结果显示第三光占比很高。通过查询Gaia天体测量参数，本文确认测光解中的第三光来自于一颗背景星。Gaia天体测量参数显示背景星和V0749 Aur的坐标很接近，但是视差存在很大差异，因此它们不可能存在引力束缚，只是处在视线的同一方向上。我们利用W-D程序对V719 Her的TESS高精度测光数据以及地基巡天望远镜的数据进行了拟合，结果显示它也是一个弱热相接双星，其相接度很小。EB类型的光变曲线也暗示其还未达到热相接状态。它的光变曲线快速变化，W-D拟合显示主星上位置和半径快速变化的黑子导致了V719 Her的光变曲线连续变化。V719 Her是一个磁活动很强的晚型星（光谱型G3），光谱上的Hα发射线也证实了其活动性。另外，其轨道周期长期减小。计算结果表明这是系统轨道角动量损失和物质转移共同作用的结果。另外，O-C分析显示V719 Her的轨道周期还存在周期性振荡，这种振荡可能来自第三天体的光时轨道效应或者磁活动。结合巡天数据，我们更新了两个W UMa型相接双星HH UMa和V1175 Her的轨道周期变化分析，并首次发现其O-C数据都存在周期性振荡。经过分析，本文认为第三天体的光时轨道效应最可能是引起这两个系统轨道周期发生周期性振荡的原因。特别地，V1175 Her的第三天体的最小质量，大于V1175 Her双星系统较小质量子星的质量，这说明第三天体并未取代双星系统中较小质量的子星，V1175 Her保留了原始的动力学信息。本论文搜集了已知的主星充满洛希瓣的近相接双星样本以及一批弱热相接双星样本。统计分析显示主星充满的近相接双星的周期和周期变化率存在线性关系。结合其他研究者搜集的相接双星样本表，本文比较了这三种双星的周期、总质量、总轨道角动量、质量比的分布。基于搜集的样本，统计分析的结果显示相接双星周期的峰值小于两种近相接双星的，且其周期呈几乎对称方式分布。主星充满的近相接双星和弱热相接双星的周期整体分布在长周期（P>0.45 d）部分，且有两个峰值。此外，主星充满的近相接双星在总质量、总轨道角动量的整体分布皆大于弱热相接双星与相接双星。然而，主星充满的近相接双星和弱热相接双星，在轨道周期、总质量、总角动量方面的分布存在很大部分重叠。至于质量比，主星充满的近相接双星的峰值，大于弱热相接双星和相接双星的，而后两者的差距则很小。 |
| 学科主题 | 天文学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 0 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/26403]  |
| 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 | 常林凤. 主星充满洛希瓣型及弱热相接型近相接双星的观测研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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