含γ Dor 型脉动变星的密近双星分析研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李平
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| 答辩日期 | 2024-07-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 廖文萍 |
| 关键词 | 密近双星 γ Dor 型脉动变星 恒星模型 测光分析 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Analysis and Study of γ Dor Pulsating Stars in Close Binary Systems |
| 英文摘要 | Dor 型脉动变星是上世纪九十年代发现的一类主序变星。观测研究发现该 类型脉动变星的脉动周期约为 0.3−3.3 天，光变振幅约为 0.01 星等，光谱范围为 A7−F5，质量范围为 1.5 M⊙-1.8 M⊙, 光度等级为 IV−V。 Dor 型脉动变星通常表现出由对流阻塞效应驱动的 g 模式脉动，可用于探测恒星的内部结构。这类变星在赫罗图上位于经典脉动不稳定带底部与主序带的交界处，且还与 Sct 型脉动变星的红边界存在重叠区域。观测发现一些位于该重叠区域内的变星，被称 为 Dor 和 Sct 混合型脉动变星，它们同时存在着 g 模式和 p 模式脉动。g 模式和 p 模式脉动可以分别反应恒星内核和恒星外包层的情况，故而这类恒星也 是星震学研究的重点对象。密近双星是求解恒星基本物理参量最准确和可靠的天体系统。当 Dor型脉动变星处于密近双星系统中时，可准确地确定其物理参量，便于精确地确定其脉动模式，进一步分析恒星的内部结构和演化。也可以通过建立恒星模型来模拟密近双星中脉动子星的脉动模式，得出其基本物理参量， 再结合测光分析来反推密近双星系统的物理特征。此外，密近双星系统外可能存在的第三天体，对密近双星形成和演化的影响不可忽视。由于 Dor 型脉动变星的脉动周期长，变幅小等原因，已知的含有 Dor型脉动变星的密近双星样本数较少，具有详细分析研究的样本更少。随着 TESS 和 Kepler 等空间巡天望远镜 高精度连续测光数据的释放，将空间望远镜和地基望远镜的测光分光观测数据、 LAMOST光谱巡天数据以及欧洲 Gaia卫星的天体测量信息结合起来分析，将会增加含 Dor 型脉动变星密近双星的样本数，提高求解含 Dor型脉动变星的密近双星系统物理参数的可靠性。本文采用以上研究策略，对含有 Dor 型脉动变星的密近双星系统 HZ Dra 和 RX Dra 进行了观测分析研究。获得的主要研究结果如下：1. 基于 TESS 空间巡天数据等，对密近双星系统 HZ Dra 的轨道周期变化进行分析，发现其 O-C 曲线呈现出长期变化叠加周期性变化的趋势。长期变化揭 示 HZ Dra 的轨道周期正以 2.45×10−8d/yr 的速率增加，导致轨道周期长期增加的原因可能是系统中两子星间的物质转移和由星风导致的物质损失。周期性变化成分揭示了该双星系统外可能存在近距离的第三天体，该第三天体在偏心轨道 上围绕与双星系统的公共质心运动（a3max=0.92 au, 3 = 0.28）。我们利用 W-D 等解轨程序拟合TESS光变曲线，发现第三天体对系统的光度贡献约为29%，这与理论计算值相符。与此同时，本文还发现主星上存在由于物质转移撞击而产生的热斑；在次星上存在由于磁活动造成的黑子。热斑和黑子的位置随时间演化并关于内拉格朗日点对称，这可用于解释系统中显著的 O ′ Connell 效应。基于 TESS 光变曲线进行的频率分析得出了 110 个频率成分，本文从其中 10 个独立频率中证认了 7 个非径向和1 个径向 p 模式脉动以及 1个非径向 g 模式脉动。我们还使用 MESA 程序对主星建立了恒星模型，得到的物理参数与通过 W-D双星模型求解的参数值相符。最终研究结果显示 HZ Dra 的主星是一颗处于零龄主序附近的 Dor 和 Sct 混合型脉动变星。2. 基于 TESS 巡天测光数据，本文使用 W-D程序建立了 RX Dra 的分离双星模型，给出了该双星系统的质量比（0.90）、有效温度比（0.93）、光度比 （ 1 /Ltotal=71 %）和轨道倾角 (88∘ .73) 等参数。其次，基于 Gaia 卫星的大气参数， 本文使用 MESA 程序对 RX Dra 建立了恒星模型，由此证认了 20 个 g 模式脉动频率，其中有 16 个频率（F1-F7，F11-F20）被证认为偶极 g 模式，2 个频率（F21， F22）被证认为四极 g 模式，另外 2 个频率（F23，F24）被证认为六极 g 模式。结合双星模型的参数，本文首次给出该系统的物理参量： 1 = 1.53 M⊙, 2 = 1.38 M⊙, 1 = 7240 K, 2 = 6747 K, 1 = 1.8288 R⊙, 2= 1.3075 R⊙, 1 = 8.2830 L⊙ 和 2= 3.4145 L⊙。最后，本文首次确认（1）该系统的主星是一颗处于主序演化阶段的 Dor 型脉动变星，自转周期约为 5.7 天，长于轨道周期（3.78 天），其对流核半径估算为 0.14 R⊙；（2）次星处于赫罗图中的类太阳脉动变星区域，可能是一颗类太阳型脉动变星。 |
| 学科主题 | 天文学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 0 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/28023]  |
| 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 | 李平. 含γ Dor 型脉动变星的密近双星分析研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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