[论文解读] Multiwavelength optical observations of chromospherically active binary systems. I. Simultaneous H{alpha}, NaI D{1}, D{2}, and HeI D{3} observations

D. Montes, M. J. Fernández-Figueroa+2 more|ArXiv.org|Feb 14, 1997

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 55

一句话总结

本研究利用光谱减法，对18颗色球层活动双星进行了Hα、Na I D1/D2和He I D3线的同步多波长光学光谱观测，以分离色球层发射。研究发现，耀斑期间Hα轮廓的展宽和He I D3发射是微耀斑和色球层活动的指标，同时确认Na I D1/D2核心填塞是高度活跃系统中新的活动指示器。

ABSTRACT

This is the first paper of a series aimed at studying the chromosphere of active binary systems using the information provided for several optical spectroscopic features. Simultaneous H{alpha}, Na I D{1}, D{2}, and He I D{3} spectroscopic observations are reported here for 18 systems. The chromospheric contribution in these lines have been determined using the spectral subtraction technique. Very broad wings have been found in the subtracted H{alpha} profile of some of the more active stars. These profiles are well matched using a two-components Gaussian fit (narrow and broad) and the broad component could be interpreted as arising from microflaring. Prominence-like extended material have been detected in a near-eclipse H{alpha} observation of the system AR Lac. The excess emission found in the Na I D{1} and D{2} lines by application of the spectral subtraction technique and the behaviour of the H{alpha} line in the corresponding simultaneous observations indicate that the filling-in of the core of these lines is a chromospheric activity indicator. For giant stars of the sample the He I D{3} line has been detected in absorption in the subtracted spectra. An optical flare has been detected in UX Ari and II Peg through the presence of the He I D{3} in emission in coincidence with the enhancement of the H{alpha} emission.

研究动机与目标

• 利用同步多波长光谱法研究18颗色球层活动双星系统的色球层活动。
• 通过光谱减法确定Hα、Na I D1/D2和He I D3线中色球层的贡献。
• 评估Na I D1/D2和He I D3线作为色球层活动指示器的诊断潜力，尤其与Hα进行比较。
• 通过近掩食Hα观测检测食双星中的延伸色球层结构（如日珥）。
• 通过Hα和He I D3的同步发射检测耀斑事件，验证He I D3作为耀斑指示器的有效性。

提出的方法

• 在Hα、Na I D1/D2和He I D3波段获取了18个活动双星系统的同步高分辨率光谱。
• 采用光谱减法技术：从合成光球谱（基于非活动恒星模板）中减去，以分离出色球层发射成分。
• 通过旋转展宽、径向速度位移和光度分类匹配，为每个双星成分构建准确的光球模板。
• 使用双组分高斯拟合减去的Hα轮廓，以量化微耀斑的贡献。
• 分析AR Lac在轨道相位依赖的Hα轮廓，通过热星静止波长处的额外吸收检测附着在恒星边缘的延伸物质。
• 结合Hα监测He I D3行为，以检测耀斑特征，尤其在UX Ari和II Peg中。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高度活跃恒星中，减去的Hα轮廓中的展宽是否可归因于微耀斑？
• RQ2 Na I D1/D2线是否表现出与Hα过量相关的色球层发射填塞？
• RQ3 He I D3发射是否是晚型星光学耀斑的可靠指示器？
• RQ4 近掩食Hα观测能否检测到类似日珥的延伸色球层结构？
• RQ5 在不同活动水平下，活动双星中Hα、Na I D1/D2和He I D3的色球层发射如何相关？

主要发现

• 最活跃恒星的Hα轮廓表现出展宽，最佳拟合为双组分高斯（窄+宽），其中宽成分的贡献随活动水平升高而增加，解释为微耀斑。
• 在AR Lac中，近掩食Hα观测在热星静止波长处显示出额外吸收，表明存在脱离冷星边缘的类似日珥的延伸色球层物质。
• 在UX Ari和II Peg中，通过Hα增强发射与He I D3同步发射检测到一次光学耀斑，证实He I D3是耀斑指示器。
• He I D3仅在耀斑期间表现为发射，而在巨星中表现为吸收，表明其行为取决于活动状态。
• Na I D1/D2核心仅在最活跃恒星（Hα处于发射态）中被色球层发射填塞，确立核心填塞为新的色球层活动指示器。
• 仅表现出弱或无Hα过量的恒星（如BD Cet、AY Cet、KT Peg）在Na I D1/D2中未检测到显著过量发射，证实Hα与Na I线活动水平之间的相关性。