[论文解读] MWC656: A Be+BH or a Be+sdO?

Th. Rivinius, R. Klement+4 more|arXiv (Cornell University)|Aug 25, 2022

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 4

一句话总结

本研究通过分析高分辨率光谱和偏振数据，重新评估了最初被提出为Be+黑洞双星的MWC 656。结果发现，恒星大气线的径向速度变化以及发射线行为与黑洞不符，反而支持一个Be+热亚巨星（sdO）双星系统，其伴星质量远低于黑洞的阈值。

ABSTRACT

MWC656 has been reported as classical Be star with a black hole companion. Revisited spectral variability properties render this unlikely, with a hot subdwarf more probable.

研究动机与目标

• 由于光谱变异性与轨道参数存在矛盾，重新评估最初被分类为Be+黑洞双星的MWC 656的本质。
• 解决用于推断黑洞伴星的径向速度测量中的不一致问题，特别是双峰发射线在轨道运动测量中不可靠的问题。
• 研究该系统的光谱行为是否更符合已知的Be+sdO双星，后者表现出类似的发射与吸收特征。
• 利用高分辨率光谱和偏振数据，重新分析轨道周期和径向速度振幅，以重新评估伴星质量。
• 确定缺乏X射线辐射是否支持一个休眠黑洞，还是更符合非吸积热亚巨星的特征。

提出的方法

• 重新分析了Casares等人（2014）提供的原始光谱数据（R ≈ 5500），并将其与ARCES（R = 31,500）和ESPaDOnS（R = 48,000）的新高分辨率光谱数据结合。
• 对He ii λ4686的径向速度测量进行傅里叶分析，确定修正后的轨道周期为59.12 ± 0.05天。
• 使用高斯拟合测量He ii λ4686发射线的径向速度振幅，该振幅反映伴星的运动，得出K₂ ≈ 80 km/s。
• 识别并测量光球层He i λ6678线，以估算Be星的真实径向速度振幅K₁，结果为10–15 km/s。
• 分析He i λ6678中的相位锁定吸收成分，该成分在相位~0.4处表现为深壳层吸收，表明被致密伴星调制的轨道调制。
• 评估双峰发射线（如Fe ii λ5317）的变异性及其峰值间距变化，这些变化由Be星盘的潮汐畸变引起，从而使其无法用于测量K₁。

实验结果

研究问题

• RQ1 MWC 656的轨道周期是否与光电测光数据得出的60.37天一致，还是更受光谱数据约束？
• RQ2 能否从双峰发射线可靠测量Be星的径向速度振幅（K₁），还是其受盘中潮汐效应的扭曲影响？
• RQ3 基于光球线测得的Be星真实径向速度振幅是多少？其对推断伴星质量有何影响？
• RQ4 光谱中观测到的发射与吸收特征是否与已知的Be+sdO双星（如φ Per或HD 55606）一致？
• RQ5 缺乏X射线辐射是否支持一个休眠黑洞，还是更符合非吸积热亚巨星的特征？

主要发现

• MWC 656的修正轨道周期为59.12 ± 0.05天，由高分辨率He ii λ4686径向速度的傅里叶分析得出。
• Be星的径向速度振幅（K₁）通过光球层He i λ6678线测得为10–15 km/s，显著低于Casares等人（2014）报告的32 km/s。
• H α双峰剖面的径向速度振幅甚至更低，约为7 km/s，进一步降低了推断的伴星质量。
• 双峰发射线（如Fe ii λ5317）的峰值间距随时间变化，由Be星盘的潮汐畸变引起，因此不适合用于测量K₁。
• 在相位~0.4处，He i λ6678中出现的深且相位锁定的吸收成分，与热亚巨星伴星产生的气流一致，这在其他Be+sdO系统中亦有观测。
• 缺乏X射线辐射并不支持休眠黑洞的存在，因为光谱映射揭示了与非吸积黑洞不一致的持续气体动力学。