[论文解读] The Long Secondary Period (LSP) Variables: Overview and Some Analysis

John R. Percy, Mayank H. Shenoy|arXiv (Cornell University)|Dec 8, 2023

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 4

一句话总结

本文利用ASAS-SN和AAVSO数据研究长次生周期（LSP）变星——具有显著次生变周期的红巨星——的特性。研究发现，LSP振幅在中等光度恒星中达到峰值，在米拉变星中最小，支持掩食尘埃包覆伴星模型，且LSP周期与脉动周期随恒星尺寸和光度增加而增加。

ABSTRACT

We briefly review the phenomenon of long secondary periods (LSPs) in red giants, and the LSP variable stars classification introduced in the All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) variable star catalog; they are red giant Long Period Variables (LPVs) in which their LSP variability is significantly greater than their pulsational variability. We then describe and discuss the results of a period and amplitude analysis of a random sample of 35 LSP variables in the ASAS-SN catalog, using ASAS-SN data and the AAVSO VStar time-series analysis software. The pulsation period and amplitude, and LSP, all increase with increasing luminosity or size of the star, as expected. The behavior of the LSP amplitude is more complicated; it appears to be larger in moderate-luminosity stars, and smaller in low- and high-luminosity stars. In particular, it is relatively small in a sample of 27 Mira stars, analyzed separately using AAVSO visual data. These results are discussed in the context of the current model for the LSP phenomenon, namely that it is caused by eclipses of the red giant star by a dust-enshrouded companion.

研究动机与目标

• 表征红巨星中长次生周期（LSP）变星的周期与振幅行为。
• 研究LSP变异性与恒星光度或尺寸之间的关系。
• 分析不同光度区间内LSP变异性振幅，特别是米拉星中的表现。
• 利用观测数据检验掩食尘埃包覆伴星模型对LSP现象的解释。
• 对ASAS-SN星表中35颗LSP变星的随机样本进行LSP行为的统计分析。

提出的方法

• 从ASAS-SN变星星表中选取35颗LSP变星的随机样本。
• 利用ASAS-SN光曲线和AAVSO VStar时间序列分析软件进行周期与振幅分析。
• 分析脉动周期与振幅，以及LSP振幅随恒星光度与尺寸的变化关系。
• 对27颗米拉星单独使用AAVSO目视星等数据进行分析。
• 将观测到的LSP振幅与恒星演化状态和光度相关联，以检验掩食伴星假说。
• 利用周期与振幅的统计趋势推断LSP变异性背后的物理机制。

实验结果

研究问题

• RQ1 随着红巨星恒星光度或尺寸的增加，LSP周期与振幅如何变化？
• RQ2 为何米拉星的LSP振幅小于其他LSP变星？
• RQ3 LSP变星中脉动周期与LSP周期之间存在何种关系？
• RQ4 观测到的LSP振幅趋势是否支持掩食尘埃包覆伴星模型？
• RQ5 红巨星不同光度区间的LSP变异性振幅如何变化？

主要发现

• 脉动周期与振幅，以及LSP周期与振幅，均随红巨星恒星光度或尺寸的增加而增加。
• LSP振幅在中等光度恒星中最大，在低光度与高光度恒星中均较小。
• 在使用AAVSO目视数据分析的27颗米拉星样本中，LSP振幅尤为微小。
• LSP振幅随光度类别的观测趋势与LSP由尘埃包覆伴星掩食引起的模型一致。
• LSP周期与脉动周期随恒星尺寸的增加，支持恒星半径随光度增加的演化趋势。
• LSP振幅的复杂行为表明其与恒星演化呈非单调依赖关系，可能源于双星系统中尘埃分布或轨道几何的变化。