[论文解读] Coronal activity from the ASAS eclipsing binaries

D. M. Szczygieł, Aristotle Socrates+3 more|ArXiv.org|Dec 19, 2008

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 6

一句话总结

本研究将全天自动巡天（ASAS）食双星星表与ROSAT全天 Survey（RASS）相结合，识别出836颗具有日冕活动的食双星，构成迄今最大的此类样本。利用(V-I)色指数估算距离与总辐射光度，作者发现典型的L_X/L_bol比值约为~3×10⁻⁴，与太阳活动区一致，并观察到X射线活动的饱和现象，但未发现明显的“超饱和”迹象；同时，EC型双星在相同色指数与自转周期下表现出低于ESD/ED型的活动水平。

ABSTRACT

We combine the catalogue of eclipsing binaries from the All Sky Automated Survey (ASAS) with the ROSAT All Sky Survey (RASS). The combination results in 836 eclipsing binaries that display coronal activity and is the largest sample of active binary stars assembled to date. By using the (V-I) colors of the ASAS eclipsing binary catalogue, we are able to determine the distances and thus bolometric luminosities for the majority of eclipsing binaries that display significant stellar activity. A typical value for the ratio of soft X-ray to bolometric luminosity is L_X/L_bol ~ a few x 10^-4, similar to the ratio of soft X-ray to bolometric flux F_X/F_bol in the most active regions of the Sun. Unlike rapidly rotating isolated late-type dwarfs -- stars with significant outer convection zones -- a tight correlation between Rossby number and activity of eclipsing binaries is absent. We find evidence for the saturation effect and marginal evidence for the so-called "super-saturation" phenomena. Our work shows that wide-field stellar variability searches can produce a high yield of binary stars with strong coronal activity. The combined ASAS and RASS catalogue, as well as the results of this work are available for download in a form of a file.

研究动机与目标

• 识别并表征迄今最大的食双星样本，其表现出日冕X射线活动。
• 利用ASAS星表中的(V-I)色指数估算距离与恒星性质，确定总辐射光度与X射线光度。
• 研究日冕活动对旋转（通过罗斯比数）与恒星温度（通过(V-I)色指数）的依赖关系，涵盖不同双星形态。
• 检验在活跃双星中是否存在饱和与“超饱和”效应，并与孤立的快速旋转矮星进行比较。
• 为未来双星中恒星活动的研究，提供一个公开可获取的ASAS-RASS重叠源联合星表。

提出的方法

• 将完整的ASAS食双星星表（11,076个）与ROSAT全天 Survey（RASS）X射线星表进行交叉相关，识别X射线重叠源。
• 利用ASAS中的(V-I)色指数估算距离，并推导出大多数食双星的总辐射光度。
• 通过轨道周期（假设因潮汐锁定而等于自转周期）与基于(V-I)色指数估算的对流周转时间，计算罗斯比数。
• 基于RASS流量计算X射线光度（L_X），并基于(V-I)色指数估算的距离，计算总辐射光度（L_bol）。
• 构建活动图（L_X/L_bol 与罗斯比数及(V-I)色指数的关系），以分析趋势与饱和效应。
• 对距离在150 pc以内的源进行子样本筛选，以减少距离不确定性，并增强活动-自转与活动-色指数关系的诊断能力。

实验结果

研究问题

• RQ1 在ASAS星表中，食双星的日冕X射线活动发生率如何？其在不同双星形态（EC、ESD、ED）中如何变化？
• RQ2 食双星中X射线光度与总辐射光度之比（L_X/L_bol）在多大程度上遵循孤立恒星中观察到的饱和趋势？
• RQ3 在这些活跃双星系统中，是否存在‘超饱和’现象的证据——即在极高自转速率下活动反而下降？
• RQ4 在食双星中，日冕活动水平如何与恒星温度（通过(V-I)色指数）和自转周期（通过罗斯比数）相关联？
• RQ5 为何在相同(V-I)色指数与罗斯比数下，相接双星（EC）的X射线活动水平低于半分离（ESD）与分离（ED）双星？

主要发现

• ASAS-RASS联合星表共识别出836颗具有显著日冕活动的食双星，构成迄今最大的此类样本。
• 典型L_X/L_bol比值约为~3×10⁻⁴，与太阳最活跃区域的值相当。
• 清晰观察到饱和效应：X射线活动在低罗斯比数时趋于平稳，与理论预期一致。
• 数据中未发现‘超饱和’现象的有力证据——即在极高自转速率下活动反而下降。
• 在相同(V-I)色指数与罗斯比数下，相接双星（EC）的平均活动水平低于ESD与ED系统，表明活动水平存在形态依赖性。
• 活动-罗斯比数图与活动-色指数图中的离散度仍较高，表明除自转与温度外，尚有其他因素影响这些系统中的日冕活动。