[论文解读] Accretion in Taurus PMS binaries: a spectroscopic study

Gaspard Duchêne, Jean-Louis Monin+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 22, 1999

Spectroscopy and Laser Applications被引用 3

一句话总结

本光谱学研究利用低分辨率光学光谱对猎户座星云区域中10个T型金牛座双星系统中的吸积现象进行分析，以确定光谱型和Halpha等效宽度。研究发现，混合系统（CTTS+WTTS）较为稀少（占15–20%），在吸积的双星系统中，两颗恒星通常同时吸积，且质量较大的恒星吸积速率最高可达其伴星的10倍，表明在分离度达13角秒以内的双星系统中，吸积过程具有同步性。

ABSTRACT

We present low-resolution optical spectra of each component of 10 T Tauri (TT) binary systems with separations ranging from 0.9" to 3.5" and located in the Taurus star-forming region. We derive the spectral type and Halpha equivalent width of each component. Complementing these results with those of Monin et al. (1999) yields a sample of 14 binaries and one triple system, with resolved spectroscopy and/or near-infrared photometry. We find that mixed binaries (CTTS+WTTS) are rare, representing only 15-20% of the systems in the separation range of 0.8" to 3''. Supplementing these results with those of Hartigan et al. (1994) and Prato & Simon (1997), we show that the trend of binary TTS to be twins holds to separations up to 13''. This is unlikely to be the result of random pairing, and confirms previous results that both stars in young binaries accrete over the same time span. In binary systems where both stars are still accreting, our measurements show that the most massive star is usually the component with the largest accretion rate by up to a factor of 10, as determined from the Halpha luminosity.

研究动机与目标

• 研究猎户座星形成区中预主序（PMS）双星系统的吸积活动。
• 确定年轻双星系统的两个组分是否同时吸积，以及吸积速率是否与恒星质量相关。
• 评估在分辨双星系统中，经典T型金牛星与弱线T型金牛星混合系统（CTTS+WTTS）的频率。
• 将双星系统中吸积同步性的理解扩展至更大的分离度，最高达13角秒。
• 结合光谱学数据与现有的近红外测光数据，以提高样本的完整性。

提出的方法

• 对猎户座区域中分离度在0.9"至3.5"之间的10个T型金牛座双星系统的每个组分获取了低分辨率光学光谱。
• 根据观测光谱推导出光谱型，并测量Halpha等效宽度以推断吸积活动。
• 使用Halpha光度作为吸积速率的代理指标，光度越高表示吸积越强。
• 将数据与Monin等人（1999年）、Hartigan等人（1994年）以及Prato与Simon（1997年）的先前结果相结合，形成包含14个双星系统和一个三合星系统的样本。
• 分析样本中吸积活动的趋势、光谱型相似性以及双星组分间质量-吸积速率的相关性。
• 使用统计分析评估观察到趋势的显著性，特别是混合系统稀少性以及质量与吸积速率之间相关性的显著性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在分离度达3.5"的猎户座区域中，混合双星系统（一个CTTS和一个WTTS）是否常见？
• RQ2 双星系统中的两颗恒星是否在相同时间段内吸积，表明吸积过程是同步的？
• RQ3 在两个组分均吸积的双星系统中，恒星质量与吸积速率之间是否存在相关性？
• RQ4 双星T型金牛星在吸积行为上表现为‘双胞胎’的现象是否在分离度达13"时依然成立？
• RQ5 猎户座区域中有多大比例的双星系统在两个组分中均表现出正在进行的吸积迹象？

主要发现

• 混合双星系统（CTTS+WTTS）较为稀少，在0.8"至3.5"的分离度范围内仅占15–20%。
• 猎户座区域中大多数双星系统中，两个组分均为CTTS或均为WTTS，表明吸积活动具有同步性。
• 在两个组分均吸积的系统中，质量较大的恒星通常表现出高达其伴星10倍的吸积速率，该结论基于Halpha光度推断。
• 双星T型金牛星在吸积行为上表现为‘双胞胎’的趋势可维持至13"的分离度，表明整个系统中吸积过程是同步的。
• 混合系统稀少并非随机配对所致，支持双星系统中吸积 timescale 相关的假设。
• 包含14个双星系统和一个三合星系统的综合样本证实，双星组分间的吸积活动具有强烈相关性，尤其在分离度低于13"时更为显著。