[论文解读] Calcium Emission in Interacting Binary Be Stars

P. Koubský, L. Kotková+8 more|arXiv (Cornell University)|May 10, 2012

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 3

一句话总结

本研究利用奥德热夫2米望远镜的光谱数据，调查了Be星中钙II红外三重线（Ca II IR）发射线的特性，发现Ca II发射主要与特殊盘结构有关，而非本身源于双星相互作用。然而，若缺乏帕邢线发射而存在Ca II发射，则是双星相互作用的强指示，据此发现了新的相互作用Be双星HD 81357，其轨道周期为33.73天，次星径向速度半振幅为79 km s⁻¹。

ABSTRACT

Polidan (1976) suggested that Be stars showing the CaII IR triplet in emission are interacting binaries. With the advent of the Gaia satellite, which will host a spectrometer to observe stars in the range 8470--8750 Å, we carried out a spectroscopic survey of 150 Be stars, including Be binaries. We show that the Ca II triplet in emission, often connected with emission in Paschen lines, is an indicator of a peculiar environment in a Be star disc rather than a signature of an interacting binary Be star. However, Ca II emission without visible emission in Paschen lines is observed in interacting binary stars, as well as in peculiar objects. During the survey, a new interacting Be binary - HD 81357 - was discovered.

研究动机与目标

• 调查Be星中Ca II红外三重线发射的起源，特别是与双星相互作用的关系。
• 确定Ca II发射是否是Be星中相互作用双星系统的可靠指标。
• 通过Hα线和盖亚RVS（8470–8750 Å）波段的高分辨率光谱，表征Be星的包层环境。
• 通过长期监测径向速度变化，识别并分析新的相互作用Be双星系统。
• 评估Ca II三重线发射作为诊断包层盘结构与双星相互作用工具的实用性。

提出的方法

• 使用配备Coudé摄谱仪和SITe 2000x800 CCD的奥德热夫2米望远镜，获取了约150颗Be星的光谱，波段覆盖6250–6750 Å和8392–8900 Å，分辨率R ≈ 12,700。
• 利用IRAF软件包对恒星光谱和定标光谱（Th-Ar和钨灯）进行数据还原，以实现波长的一致性校准和通量校正。
• 从Ca II三重线（特别是8498 Å）中提取径向速度曲线，特别关注发射成分和轨道调制特征。
• 通过拟合次星（通过Fe I和Ca II吸收线）与主星（通过Hα和Ca II发射线的移动）的径向速度变化，确定轨道元素。
• 在多个历元上构建滞后光谱，以可视化谱线轮廓和发射成分随轨道相位的变化。
• 与已知的相互作用Be双星（如BR CMi、KX And）进行对比分析，识别光谱行为的相似性。

实验结果

研究问题

• RQ1 Be星中Ca II红外三重线发射是否是双星相互作用的可靠指标？
• RQ2 Ca II发射行为与Be星盘中帕邢线发射之间有何关联？
• RQ3 当缺乏帕邢线发射时，Ca II发射能否作为相互作用双星的诊断指标？
• RQ4 新发现的Be双星系统（如HD 81357）的轨道参数是什么？
• RQ5 Be星的包层环境在多大程度上影响Ca II发射线的形成与形态？

主要发现

• Be星中Ca II红外三重线发射主要与特殊盘结构有关，而非本身源于双星相互作用。
• 在AX Mon、KX And和BR CMi等系统中，强Ca II发射与盘活动相关，但并非所有相互作用双星都表现出此发射。
• 缺乏可见帕邢线发射而存在Ca II发射，是相互作用双星的显著特征，已在HD 81357及其他特殊系统中观测到。
• HD 81357被确认为一颗新的相互作用Be双星，其轨道周期为33.73天，次星径向速度半振幅为79 km s⁻¹。
• HD 81357中Ca II 8498 Å线的径向速度曲线显示出一个反相移动的发射成分，暗示主星周围可能存在盘结构。
• 基于Hipparcos光度测光的轨道解支持双波光曲线，与33.73天周期一致；而25.7天周期则给出更简单的光曲线。