[论文解读] Spin-orbit alignment in the very low mass binary regime: The L dwarf tight binary 2MASSW J0746425+200032AB

Leon K. Harding, Gregg Hallinan+5 more|CaltechAUTHORS (California Institute of Technology)|Apr 19, 2013

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 62被引用 12

一句话总结

本研究首次提供了在极低质量（VLM）双星系统中自转-轨道对齐的直接证据，测得2MASSW J0746425+200032AB中主星L型矮星的自转周期为3.32 ± 0.15小时。赤道面与轨道面之间的对齐误差在10度以内，表明太阳型双星形成机制可能也适用于棕矮星；同时，修订后的自转周期推翻了此前对主星半径的估计。

ABSTRACT

Studies of solar-type binaries have found coplanarity between the equatorial and orbital planes of systems with $

研究动机与目标

• 确定紧密L型矮星双星2MASSW J0746425+200032AB中主星的自转周期。
• 评估在极低质量（VLM）双星系统中自转-轨道对齐情况，该领域此前约束条件不足。
• 利用新测得的自转周期重新评估系统的物理参数，特别是主星的半径。
• 检验VLM双星形成模型与观测到的自转-轨道对齐之间的一致性。
• 澄清先前报道的2.07小时射电周期实际来源于次星而非主星。

提出的方法

• 通过高精度测光监测测量主星（2MASS J0746+20A）的自转周期。
• 将新测得的自转周期与先前确定的轨道参数及光谱测得的旋转速度结合。
• 使用演化模型（Chabrier et al. 2000）根据观测到的周期和v sin i推导物理参数，如半径、质量与重力加速度。
• 利用推导出的自转周期和v sin i值计算两颗恒星的赤道倾角（Inc. EQ）。
• 将轨道倾角（Inc. ORB = 41.8° ± 0.5°）与赤道倾角进行比较，以推断自转-轨道对齐情况。
• 通过比较2.07小时周期与推导出的自转周期及速度比，重新评估射电周期的归属。

实验结果

研究问题

• RQ1 2MASSW J0746425+200032AB中主星的自转轴是否与双星系统的轨道平面对齐？
• RQ2 2.07小时的射电周期在该系统中源自主星还是次星？
• RQ3 在修正自转周期及推导出的物理参数后，主星的真实半径是多少？
• RQ4 该VLM双星中自转-轨道对齐的程度在多大程度上支持或限制棕矮星双星的形成理论？
• RQ5 磁场与动力学过程在超冷矮星双星中如何影响自转-轨道对齐？

主要发现

• 2MASSW J0746425+200032AB中主星的自转周期为3.32 ± 0.15小时，由测光监测确定。
• 主星的赤道面与轨道面的对齐误差在10度以内，表明存在强烈的自转-轨道对齐。
• 先前报道的2.07 ± 0.002小时射电周期实际与次星相关，而非主星，与先前假设相反。
• 主星半径被修订为0.99 ± 0.03 R_J，推翻了此前0.78 ± 0.1 R_J的估计。
• 次星半径为0.96 ± 0.02 R_J，自转周期为2.07 ± 0.002小时，其较高的v sin i值与此一致。
• 系统的轨道倾角为41.8° ± 0.5°，两颗恒星的赤道倾角均约为32°–36°，确认两者共面性在10°以内。