[论文解读] Newly discovered active binaries in the RasTyc sample of stellar X-ray sources

A. Frasca, P. Guillout+3 more|arXiv (Cornell University)|Oct 19, 2006

Astronomical Observations and Instrumentation参考文献 2被引用 7

一句话总结

本研究通过光学光谱和测光观测，发现了并表征了RasTyc X射线源样本中的六颗新型晚型活动双星。通过分析径向速度曲线、Hα发射线及锂同位素丰度，作者确认了强烈的色球层活动、轨道同步化以及可变的Hα轮廓，将这些系统归类为RS CVn型或BY Dra型变星，并依据锂含量推断其年龄。

ABSTRACT

We present preliminary results of follow-up optical observations, both photometric and spectroscopic, of stellar X-ray sources, selected from the cross-correlation of ROSAT All-Sky Survey (RASS) and TYCHO catalogues. Spectra were acquired with the Elodie spectrograph at the 193-cm telescope of the Haute Provence Observatory (OHP) and with the REOSC echelle spectrograph at the 91-cm telescope of the Catania Astrophysical Observatory (OAC), while UBV photometry was made at OAC with the same telescope. In this work, we report on the discovery of six late-type binaries, for which we have obtained good radial velocity curves and solved for their orbits. Thanks to the OHP and OAC spectra, we have also made a spectral classification of single-lined binaries and we could give first estimates of the spectral types of the double-lined binaries. Filled-in or pure emission H-alpha profiles, indicative of moderate or high level of chromospheric activity, have been observed. We have also detected, in near all the systems, a photometric modulation ascribable to photospheric surface inhomogeneities which is correlated with the orbital period, suggesting a synchronization between rotational and orbital periods. For some systems has been also detected a variation of H-alpha line intensity, with a possible phase-dependent behavior.

研究动机与目标

• 表征RasTyc样本中恒星X射线源的性质与特性，特别关注活动双星。
• 确定新发现双星的轨道解、光谱型及旋转速度。
• 利用Hα发射线轮廓和锂同位素丰度（Li I λ6708）评估色球层活动水平，以估算年龄。
• 研究光变光变与轨道周期的相关性，以揭示自转-轨道同步化现象。
• 对单线和双线光谱双星进行分类，并估算其基本参数。

提出的方法

• 光谱观测使用位于OHP的193-cm望远镜上的Echelle摄谱仪（ÉLODIE）和位于OAC的91-cm望远镜上的REOSC Echelle摄谱仪获取。
• 通过将观测光谱与标准恒星模板进行互相关函数（CCFs）分析，获得径向速度曲线，从而确定轨道解。
• 利用ROTFIT代码通过旋转展宽匹配进行光谱分类，将目标光谱与ELODIE档案库及OAC数据中的标准星进行比较。
• 在OAC利用UBV测光系统进行测光监测，以探测与表面不均匀性及轨道调制相关的光变。
• 通过构建非活动恒星的旋转展宽光谱作为静态模板，分析Hα发射轮廓，以检测色球层活动。
• 在ÉLODIE光谱上测量锂同位素等效宽度（EW_Li），并利用NLTE计算（Pavlenko 1996）将其转换为log N(Li)。

实验结果

研究问题

• RQ1 新发现的RasTyc样本中活动双星的轨道解与基本参数是什么？
• RQ2 这些双星中，由Hα发射追踪的色球层活动如何随轨道相位变化？
• RQ3 这些系统中，自转周期与轨道周期的同步程度如何，光变调制是否表明自转-轨道同步？
• RQ4 这些恒星中的锂同位素丰度是多少？其对年龄和演化状态有何意义？
• RQ5 能否可靠地对本样本中的单线和双线光谱双星进行光谱分类及v sin i测量？

主要发现

• 识别出六颗新型晚型活动双星，其轨道周期在1.75至36.2天之间，包含主序星与演化星成分的系统。
• 所有系统均表现出与轨道周期相关的测光调制，表明自转-轨道同步化及表面不均匀性。
• Hα发射轮廓变化显著：HD 183957仅显示微弱填充，而215940和072133则呈现强发射、双峰或复杂轮廓，表明色球层活动水平较高。
• DF Cam和RasTyc 221428的Hα线强度随轨道相位变化，暗示活动具有相位依赖性或黑子演化。
• 在三颗恒星中测得锂同位素丰度（log N(Li)），其值介于1.3至1.8之间，与年轻恒星群体一致。
• 投影旋转速度（v sin i）范围为4 km/s（HD 183957）至35 km/s（DF Cam），活动最弱的系统出现在最慢旋转者中。