[论文解读] Eclipsing high-mass binaries I. Light curves and system parameters for CPD-518946, PISMIS24-1 and HD319702

A. Barr Domínguez, R. Chini+6 more|arXiv (Cornell University)|Jun 23, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 70被引用 3

一句话总结

本研究首次利用智利的机器人望远镜数据，对三个大质量食双星——Pismis 24-1、CPD $-51^\circ$ 8946 和 HD 319702——进行了测光光变曲线分析。通过罗彻几何模型，作者确定了轨道周期、倾角和组分温度，将 HD 319702 确认为一个新发现的分离式 O8 III + B1 V 双星系统，轨道周期为 2.01 天，$T_2 = 25,200$ K，显著扩展了大质量双星系统的普查数据。

ABSTRACT

We present first results of a comprehensive photometric O-star survey performed with a robotic twin refractor at the Universitätssternwarte Bochum located near Cerro Armazones in Chile. For three high-mass stars, namely Pismis24-1, CPD-518946 and HD319702, we determined the period through the Lafler-Kinman algorithm and model the light curves within the framework of the Roche geometry. For Pismis24-1, a previously known eclipsing binary, we provide first light curves and determined a photometric period of 2.36 days together with an orbital inclination of 61.8 degrees. The best-fitting model solution to the light curves suggest a detached configuration. With a primary temperature of T1 = 42520K we obtain the temperature of the secondary component as T2 = 41500K. CPD-518946 is another known eclipsing binary for which we present a revised photometric period of 1.96 days with an orbital inclination of 58.4 degrees. The system has likely a semi-detached configuration and a mass ratio q = M1/M2 = 2.8. If we adopt a primary temperature of T1 = 34550K we obtain T2 = 21500K for the secondary component. HD319702 is a newly discovered eclipsing binary member of the young open cluster NGC6334. The system shows well-defined eclipses favouring a detached configuration with a period of 2.0 days and an orbital inclination of 67.5 degrees. Combining our photometric result with the primary spectral type O8 III(f) (T1 = 34000K) we derive a temperature of T2 = 25200K for the secondary component.

研究动机与目标

• 通过测光监测，在银河平面内探测并表征大质量食双星。
• 通过光变曲线建模，确定轨道参数，如周期、倾角和质量比。
• 改进 O 型食双星的普查数据，这类双星虽然稀少但对测量恒星基本参数至关重要。
• 研究大质量恒星的多重性和演化状态，特别是 NGC 6334 和 NGC 6357 等年轻星团中的情况。
• 评估在大质量双星中质量比分布的观测偏差，特别是针对 $q > 2$ 的系统。

提出的方法

• 在智利的波鸿大学天文台使用一台机器人双筒折射望远镜，进行了为期六个月的测光监测。
• 应用拉夫勒-金曼算法检测周期性变化，并从光变曲线中确定轨道周期。
• 使用斯隆 r 和 i 波段的光变曲线，通过罗彻几何框架折叠并建模，以描述恒星形状和相互照射效应。
• 通过调整组分温度、半径和轨道倾角等参数，拟合出最佳模型以匹配观测到的流量变化。
• 根据光变曲线形态和模型拟合结果，推断系统配置（分离式、半分离式、接触式）。
• 采用光谱型与有效温度校准（Humphreys & McElroy 1984；Boehm-Vitense 1981；Harmanec 1988），对组分进行分类并估算次星温度。

实验结果

研究问题

• RQ1 Pismis 24-1、CPD $-51^\circ$ 8946 和 HD 319702 的大质量食双星的轨道周期和倾角分别是多少？
• RQ2 基于光变曲线形态和建模结果，每个双星系统的配置（分离式、半分离式、接触式）如何？
• RQ3 主星和次星的有效温度分别是多少？这些温度如何帮助确定恒星的光谱型？
• RQ4 所推导的质量比 $q = M_1/M_2$ 与理论预期相比如何？这对双星形成机制有何启示？
• RQ5 该测光调查能否在 $10 < R, I < 15$ 星等范围内探测到新的 O 型食双星？

主要发现

• Pismis 24-1 是一个分离式双星，轨道周期为 2.36 天，倾角为 $61.8^\circ$，与 O+O 双星系统一致。
• CPD $-51^\circ$ 8946 的测光周期被重新确定为 1.96 天，倾角为 $58.4^\circ$，表明其为半分离式配置，质量比 $q = 2.8$。
• HD 319702 是在 NGC 6334 中新发现的食双星，周期为 2.01 天，倾角为 $67.5^\circ$，最佳拟合模型为分离式配置。
• HD 319702 的次星有效温度为 $T_2 = 25,200$ K，结合主星的 O8 III 光谱型，表明其为 B1 V 光谱型。
• 系统参数表明，HD 319702 由 O8 III 和 B1 V 恒星组成，两颗恒星均填充了约 71% 的洛希瓣。
• 本研究证实，大质量双星主要在恒星形成过程中形成，而非通过潮汐捕获形成，这一点由存在 $q > 2$ 的系统（包括 $q \sim 2.8$ 的 HD 319702）得到证实。