近期,中国科学院云南天文台领导的合作团队基于LAMOST中分辨率光谱巡天数据,测算了665颗双线光谱双星(SB2)的轨道参数,包括周期、质量比、偏心率等。这一成果为理解双星系统的演化机制及统计特性提供了迄今最大规模较为精确的观测样本。该成果已在国际天文学术期刊《天体物理学报增刊》(2025,ApJS,278,46)发表,论文第一作者为新疆大学教师、云南天文台访问学者郭素芬博士,指导老师为云南天文台韩占文院士。论文链接:点击这里。
双星系统在天体物理学研究中占据着至关重要的地位,其演化过程与行星形成、恒星演化、星系动力学、宇宙学研究以及引力波天文学等多个前沿领域密切相关。研究表明,双星演化是Ia型超新星形成的必经途径,而大质量双星演化则是产生恒星级双黑洞、双中子星、黑洞-中子星以及黑洞-白矮星等致密双星系统的主要机制。尽管双星系统具有如此重要的科学价值,但关于双星族群的基本特性——包括双星比例、质量比分布、轨道周期分布等关键参数——在学术界仍存在显著争议。近年来,随着LAMOST等大规模光谱巡天项目的运行,海量的恒星观测样本为系统研究双星基本性质提供了前所未有的机遇。基于这些高质量观测数据,可以更深入地探索双星系统的统计特性及其演化规律。
在本项研究中,为获取丰富的双星样本,研究团队系统处理了LAMOST DR11中分辨率巡天的全部光谱数据。针对每个合成光谱,团队分别进行了单星光谱拟合和双星光谱拟合,通过对比拟合优度,将双星光谱拟合结果显著优于单星拟合的样本划分为SB2双星系统。
图1: 双星模型(绿线)与单星模型(蓝线,整体偏移0.5)光谱拟合示例。
根据这些光谱数据的处理结果,研究团队共识别出1119颗具有至少6次观测的SB2双星系统。为精确测定这些系统的轨道参数,采用了基于拒绝采样方法的The Joker程序进行轨道拟合,并对原始程序进行了算法优化,使其能够同步高效地拟合双星系统中两个成分的视向速度。为确保拟合结果的可靠性,研究团队制定了严格的筛选标准,包括:约化卡方值、归一化平均绝对误差、最大相位间隔以及视向速度分布指标四项关键参数。通过这一系列严格筛选,最终获得了665个SB2系统的高置信度轨道参数。
图2:SB2拟合的轨道示例
本研究得到的轨道周期与基于Kepler、TESS和ZTF光变数据获得的周期进行对比,结果显示共有源的轨道周期高度吻合,与Gaia 发布的SB1系统的周期也基本保持一致。这些轨道参数为理解双星演化机制及双星族群统计特性提供了重要依据。
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新闻来源:LAMOST之声