南天区不同演化阶段相接双星的观测与研究

论文摘要

密近双星是两子星距离较近,一子星对另一子星演化产生影响的恒星系统。密近双星拥有不同的几何结构,如分离双星、半接双星和相接双星,它们对了解密近双星的结构和演化具有重要的作用。相接双星是两子星均充满并溢出各自的洛希瓣且具有一个公共包层的强相互作用型密近双星,其形成和演化一直是天体物理学中未解决的难题。由于大多数望远镜都位于北半球,处于北天区的相接双星已经得到了很好的观测和研究。然而,由于位于南半球的望远镜很少,南天区的相接双星被研究的较少。本文将对南天区研究很少的不同演化阶段的相接双星进行观测与研究。所用的望远镜包括在智利的60厘米望远镜（PROMPT-8）、云南天文台的1米和60厘米望远镜以及阿根廷2.15米望远镜。通过观测,获得了一系列南天区样本星TY Pup、RW Dor、YZ Phe、AV Pup和AY Pup等的完整光变曲线和极小时刻。通过采用Wilson-Devinney程序以及O-C方法,分别对南天区样本星的光变曲线和轨道周期变化进行详细分析研究。发现一批处于不同演化阶段的相接双星,获得了它们的物理参量。寻找围绕样本星转动的伴星天体,探讨样本星的结构特征和演化状态等。取得了如下的研究结果:1、发现著名的亮食双星TY Pup是一颗极小质量比、极深度的相接双星。揭示它处于相接双星演化的末端,将并合形成快速自转的特殊单星,并产生亮红新星爆发。通过O-C曲线的分析,发现系统中存在近距离的伴星天体,表明伴星天体可能在双星的早期动力学相互作用和晚期演化过程中起着非常重要的作用。2、获得了大熊座W型相接双星RW Dor的两套完整的光变曲线,发现它是一个W次型的大质量比浅度相接双星。同时发现它的轨道周期在长期减小的基础上叠加小变幅的周期性变化。轨道周期的长期较小和较浅的相接度表明它是新形成的相接双星。揭示了RW Dor是一颗通过情况A物质交流演化而来的相接双星,并将演化成相接度更高的相接双星系统。轨道周期的周期性变化表明系统中可能存在褐矮星第三天,对探讨小质量亚恒星天体的形成等提供了丰富的线索。3、获得了极短周期双星YZ Phe的多套完整的光变曲线,并结合其它巡天资料发现YZ Phe的光变曲线随时间存在周期性变化,揭示了YZ Phe存在类似于太阳的磁活动周。通过光变曲线的分析发现子星表明存在黑子活动。与RW Dor一样,其轨道周期在长期减小的基础上也叠加小变幅的周期性变化。轨道周期的周期性变化揭示系统中的伴星天体是一颗小质量的冷星。4、获得了两个被忽视的周期相近的双星AV Pup和AY Pup的新测光资料,并通过分析发现它们分别属于浅度和中度相接的W次型相接双星。AV Pup的质量比高达0.852,而AY Pup的质量比近为0.43。通过O-C曲线的分析,发现AV Pup的轨道周期在长期增加,而AY Pup的轨道周期在长期减小。这些发现表明它们可能处于不同的演化阶段,即:AV Pup处于TRO主导阶段,而AY Pup处于AML主导的不同演化阶段。另外,与前面的几个源一样,这两颗相接双星的O-C也可能存在周期性变化,揭示了第三天体的存在,也表明第三天体在相接双星中已经是普遍的。

论文目录

摘要

Abstract

第一部分 Basic ideas and methodology

第一章 Introduction

1.1 Overview

1.2 Close binaries and W UMa systems

1.3 The evolution of W UMa binaries

第二章 Data acquisition and analysis methods

2.1 Instrumentation and observations

2.2 Photometry and light curve modeling

2.3 Period analysis

2.4 Photometric time series and high cadence photometry

第二部分 Results and discussions

第三章 TY Pup: a deep, low mass ratio contact binary as a progenitorof merger

3.1 Introduction

3.2 CCD observations

3.3 Period investigation

3.4 Light curve solutions

3.5 Discussion and conclusion

第四章 RW Dor: a newly formed contact binary as the beginning ofcontact phase

4.1 Introduction

4.2 The light curves

4.3 The orbital period change

4.4 Light curve modeling

4.5 Discussion and conclusion

第五章 YZ Phe: an active contact binary with a variation of the O’Connelleffect

5.1 Introduction

5.2 Light curve variations

5.3 Photometric solutions

5.4 Analysis of period change

5.5 Discussion and conclusion

第六章 AV Pup and AY Pup: two shallow contact binaries with differentevolutionary stage

6.1 Introduction

6.2 Observations

6.3 Orbital period study

6.4 Analysis of light curves

6.5 Discussion and conclusion

第三部分 Summary and future works

第七章 Summary and future works

7.1 The evolutionary stages

7.2 Other issues with perturbations

7.3 Future works

参考文献

Resume

Publications

Acknowledgements

文章来源

类型: 博士论文

作者: 黄炳河（Thawicharat Sarotsakulchai）

导师: 钱声帮,Boonrucksar Soonthornthum

关键词: 密近双星,食双星,恒星演化,磁活动

来源: 中国科学院大学(中国科学院云南天文台)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 中国科学院大学(中国科学院云南天文台)

基金: the National Natural Science Foundation of China for its support in the research,a part of PhD program under the auspices of the University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)

分类号: P153

DOI: 10.27614/d.cnki.gkytw.2019.000008

总页数: 157

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