[论文解读] The Optical Gravitational Lensing Experiment. The OGLE-III Catalog of Variable Stars. X. Enigmatic Class of Double Periodic Variables in the Large Magellanic Cloud

R. Poleski, I. Soszyński+6 more|arXiv (Cornell University)|Sep 27, 2010

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 8

一句话总结

本文基于OGLE-III光度观测，公布了大麦哲伦云中125颗双周期变星（DPVs）的星表，显著扩展了已知样本。研究识别出异常行为——如OGLE-LMC-DPV-065的快速周期变化，以及OGLE-LMC-DPV-054的光曲线形态变化——这些现象挑战了现有长期变异性模型，提示环双星物质或质量喷流可能是神秘33倍周期的关键因素。

ABSTRACT

The tenth part of the OGLE-III Catalog of Variable Stars contains 125 Double Periodic Variables (DPVs) from the Large Magellanic Cloud. DPVs are semi-detached binaries which show additional variability with a period around 33 times longer than the orbital period. The cause of this long cycle is not known and previous studies suggest it involves circumbinary matter. We discuss the properties of the whole sample of the LMC DPVs and put more attention to particularly interesting objects which may be crucial for verifying hypothesis explaining long cycle variability. Secondary eclipses of one of the objects disappear during some orbital cycles and primary eclipses are deeper during long cycle minimum.

研究动机与目标

• 利用OGLE-III光度数据扩展大麦哲伦云（LMC）中双周期变星（DPVs）的样本。
• 探究DPVs中长期周期（33倍轨道周期）的物理起源，该现象尚未被已知的恒星变异性机制所解释。
• 识别并表征具有异常光曲线行为的稀有或异常DPVs，以约束环双星物质或质量转移的模型。
• 为未来多波段和光谱后续观测提供DPVs的全面星表，以检验长期变异性相关假说。

提出的方法

• 利用拉斯卡姆panias天文台1.3米华沙望远镜获取的OGLE-III光度数据，搜索表现出两个周期且周期比接近33的恒星。
• 在去除主导轨道周期（P1）后，应用预白化技术分离长期周期，并使用Schwarzenberg-Czerny方法测量分段内的周期变化率。
• 构建O-C（观测减计算）图，并分析不同时间间隔内的相位偏移与振幅变化，以检测周期演化。
• 使用P1和P2对相位光曲线进行折叠，分析掩食深度、形状与对称性变化，特别是在长期周期极小值期间。
• 识别光曲线形态非正弦或不规则的天体，特别是在特定时间区间内，以探究质量喷流或盘结构的变异性。
• 利用档案的MACHO与EROS光度数据获取颜色信息，评估异常状态期间不同组分的通量贡献。

实验结果

研究问题

• RQ1 DPVs中长期周期（约为轨道周期的33倍）的成因是什么？为何其无法用标准恒星脉动或食双星模型解释？
• RQ2 DPVs的光曲线形态与掩食深度如何随时间变化？这些变化对环双星或环主星盘结构有何启示？
• RQ3 长期周期中出现的快速周期变化（如OGLE-LMC-DPV-065）是否可与环双星物质中的动态质量转移或不稳定性相关联？
• RQ4 长期周期中非周期性变异性事件（如OGLE-LMC-DPV-054）是否与质量喷流速率或盘亮度贡献的变化相关？
• RQ5 在某些轨道周期中二次掩食的消失是否可由可变的盘遮蔽或非对称质量损失解释？

主要发现

• OGLE-III星表共呈现125颗LMC中的DPVs，使已知样本规模相比以往研究扩大近四倍。
• OGLE-LMC-DPV-065表现出快速的周期变化率，dP₂/dt = -0.01724 ± 0.00040 天/年，若趋势持续，其长期周期可能在2040年左右消失。
• OGLE-LMC-DPV-065的光曲线随时间显著改变形状，由于周期与振幅的快速变化，难以构建可靠的平均光曲线。
• OGLE-LMC-DPV-054在其预白化光曲线中显示两个明显的非周期性事件：一个发生在HJD 2450600至2451350之间，另一个始于HJD 2454650，可能表明质量喷流或盘活动存在变化。
• 在长期周期极小值期间，OGLE-LMC-DPV-065的二次掩食消失，而一次掩食加深，暗示存在非对称遮蔽或可变的盘贡献。
• OGLE-LMC-DPV-054在不规则波动期间的颜色与通量分析可能揭示组分贡献的变化，为长期周期变异性起源提供线索。