[论文解读] Post common envelope binaries from SDSS. IV: SDSSJ121258.25-012310.1, a new eclipsing system

A. Nebot Gómez-Morán, A. Schwope+9 more|Americanae (AECID Library)|Jan 14, 2009

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 32被引用 27

一句话总结

本文报告了SDSSJ121258.25–012310.1的发现及其详细表征，这是一个新的食双星后公共包层双星（PCEB），轨道周期为8.06小时，食深持续23分钟。通过多波段测光、光谱观测及光曲线建模，作者确定该系统由一颗0.46–0.48 M⊙的白矮星和一颗0.26–0.29 M⊙的M4型主序星组成，距离为230±20 pc，系统可能处于后公共包层喷射的早期演化阶段。

ABSTRACT

From optical photometry we show that SDSSJ121258.25-012310.1 is a new eclipsing, post common-envelope binary with an orbital period of 8.06 hours and an eclipse length of 23 minutes. We observed the object over 11 nights in different bands and determined the ephemeris of the eclipse to HJD_mid = 2454104. 7086(2) + 0.3358706(5) x E, where numbers in parenthesis indicate the uncertainties in the last digit. The depth of the eclipse is 2.85 +/- 0.17 mag in the V band, 1.82 +/- 0.08 mag in the R band and 0.52 +/- 0.02 mag in the I band. From spectroscopic observations we measured the semi-amplitude of the radial velocity K_2 = 181 +/- 3 km/s for the secondary star. The stellar and binary parameters of the system were constrained from a) fitting the SDSS composite spectrum of the binary, b) using a K-band luminosty-mass relation for the secondary star, and c) from detailed analyses of the eclipse light curve. The white dwarf has an effective temperature of 17700 +/- 300 K, and its surface gravity is logg =7.53 +/- 0.2. We estimate that the spectral type of the red dwarf is M4 +/- 1 and the distance to the system is 230 +/- 20 parsec. The mass of the secondary star is estimated to be in the range Msec = 0.26-0.29 Msun, while the mass of the white dwarf is most likely Mwd = 0.46-0.48 Msun. From an empirical mass-radius relation we estimate the radius of the red dwarf to be in the range 0.28-0.31 Rsun, whereas we get Rwd = 0.016-0.018 Rsun from a theoretical mass-radius realation. Finally we discuss the spectral energy distribution and the likely evolutionary state of SDSS1212-0123.

研究动机与目标

• 从SDSS巡天中识别并表征一个新的食后公共包层双星（PCEB）。
• 利用多波段测光和光谱观测，确定白矮星和低质量主序星伴星的基本恒星参数。
• 通过冷却轨迹和引力辐射模型，约束该系统的演化历史及其未来演化路径。
• 通过将观测到的PCEB参数与理论预测进行比较，检验星族合成模型。

提出的方法

• 在11个夜晚内进行V、R和I波段的时间分辨差分测光，以测量轨道周期和食深。
• 通过光谱观测获得径向速度测量，推导出次星的半振幅（K₂ = 181 ± 3 km/s）。
• 将SDSS复合光谱与模型拟合，估算白矮星的有效温度（T_eff = 17,700 ± 300 K）和表面重力（log g = 7.53 ± 0.2）。
• 应用K波段光度-质量关系，估算次星质量为0.26–0.29 M⊙。
• 使用详细的食光曲线代码对I波段光曲线进行建模，以确定轨道倾角（i > 82°）和质量比。
• 仅以引力辐射作为角动量损失机制，重建后公共包层演化过程，推断初始轨道周期（P_CE ≈ 8.07小时）。

实验结果

研究问题

• RQ1 新发现的食后公共包层双星SDSSJ121258.25–012310.1的轨道和恒星参数是什么？
• RQ2 该系统中白矮星的演化状态和冷却年龄如何？
• RQ3 该系统当前的轨道周期与后公共包层阶段的周期相比如何？这反映了何种角动量损失机制？
• RQ4 考虑到其演化 timescale，该系统是否可代表激变变星的前身体？

主要发现

• 该系统的轨道周期为0.3358706(5)天（8.06小时），食深持续23分钟，中食时刻星历为HJD = 2454104.7086(2) + 0.3358706(5) × E。
• 在V波段食深为2.85 ± 0.17 mag，R波段为1.82 ± 0.08 mag，I波段为0.52 ± 0.02 mag。
• 白矮星有效温度为17,700 ± 300 K，表面重力log g = 7.53 ± 0.2，与质量0.46–0.48 M⊙和半径0.016–0.018 R⊙一致。
• 次星为M4型恒星，质量为0.26–0.29 M⊙，半径为0.28–0.31 R⊙，基于经验质量-半径关系。
• 系统距离为230 ± 20 pc，系统速度为17 ± 3 km/s。
• 后公共包层轨道周期估计约为8.07小时，系统需约1.8 × 10^10年演化为激变变星，表明其并非当前激变变星族群的代表性成员。