[论文解读] High resolution spectroscopy of symbiotic stars. VI. Orbital and stellar parameters for AR Pav

Hans H. Schild, T. Dumm+4 more|ArXiv.org|Nov 30, 2000

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 14被引用 8

一句话总结

本研究对AR Pav进行了高分辨率光谱观测，通过吸收线测得红巨星的径向速度与自转速度，结合共转假设得出新的轨道解和恒星参数。主要结果为红巨星半径130 R☉，光度1.5 × 10⁴ L☉，质量2.0 M☉，距离4.9 kpc，以及一颗0.75 M☉的热伴星，轨道半长轴1.95 AU，未发生洛希瓣溢出，表明在共生双星系统中风吸积主导质量转移过程。

ABSTRACT

We present new dynamical parameters of the AR Pav binary system. Ourobservations consist of a series of high resolution optical/NIR spectra from which we derive the radial velocity curve of the red giant as well as its rotation velocity. Assuming co-rotation, we determine the stellar radius (130 R_solar) of the red giant. Based on this we derive the red giant's luminosity and mass (2.0 M_solar) as well as the distance of the system (4.9 kpc). The binary mass function finally yields the companion's mass (0.75 M_solar) and the binary separation (1.95 AU). We find that the red giant does not fill its Roche lobe. We review the radial velocity data of Thackeray and Hutchings (1974), and compare it with our red giant's orbit. We find that their RV curves of the blue absorption system and the permitted emission lines are in anti-phase with the red giant, and that the forbidden emission lines are shifted by a quarter of a period. The blue absorptions and the permitted emission lines are associated with the hot companion but not in a straightforward way. The blue absorption system only tracks the hot component's orbital motion whilst it is in front of the red giant, whereas at other phases line blanketing by interbinary material leads to perturbations. We finally present UV light curves based on IUE archive spectra. We clearly detect eclipses in the continuum at all wavelengths. The eclipse light curves are unusual in that they show a slow and gradual decline prior to eclipse which is followed by a sharp increase after eclipse.

研究动机与目标

• 利用高分辨率光谱测定共生双星AR Pav的精确轨道与恒星参数。
• 解决先前对AR Pav中发射线与吸收线径向速度解释不一致的问题。
• 检验发射线是否可作为共生系统中轨道运动的示踪器。
• 通过评估洛希瓣填充因子，重新评估共生双星中的质量转移机制。
• 利用IUE档案数据确认紫外光 light curves 中的食变信号。

提出的方法

• 在ESO拉西拉天文台对AR Pav进行了为期3.5个轨道周期的高分辨率光学与红外光谱观测。
• 通过与标准星互相关，利用吸收线作为示踪，测量红巨星的径向速度。
• 应用共转假设，从其投影自转速度推导红巨星的半径。
• 基于红巨星的轨道解重新计算双星质量函数，以确定伴星的质量与分离距离。
• 从IUE档案光谱重建紫外光 light curves，以检测食变信号。
• 分析并比较发射线（允许线、禁线、蓝吸收）的径向速度行为与红巨星轨道运动的关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 AR Pav的精确轨道与恒星参数（特别是红巨星的半径与质量）是否可从吸收线的运动学中准确推导？
• RQ2 发射线（允许线、禁线、蓝吸收）的径向速度曲线如何与热伴星的轨道运动相关联？
• RQ3 由发射线导出的热伴星质量函数是否可靠，还是显著受双星间物质影响而产生偏差？
• RQ4 红巨星是否充满其洛希瓣，这对AR Pav中的质量转移机制有何含义？
• RQ5 在紫外波段是否可检测到食变，其光曲线形态是否与光学波段一致？

主要发现

• 在共转假设下，AR Pav中红巨星的半径为130 R☉，由其投影自转速度推导得出。
• 红巨星的质量确定为2.0 M☉，光度为1.5 × 10⁴ L☉，距离为4.9 kpc。
• 热伴星的质量为0.75 M☉，与红巨星的分离距离为1.95 AU。
• 红巨星未充满其洛希瓣，填充因子为0.52，表明质量转移主要通过风吸积进行。
• 从IUE数据中清晰检测到紫外光 light curves 中的食变，表现为渐进的食前下降与急剧的食后上升。
• 允许发射线与蓝吸收系统的径向速度曲线与红巨星运动呈反相关，而禁线则相位滞后四分之一周期，表明周围星周气体具有复杂的动力学特征。