[论文解读] The spectroscopic binary system Gl 375. I. Orbital parameters and chromospheric activity

R. F. Díaz, J. F. González+2 more|Aug 15, 2007

Scientific Research and Discoveries参考文献 27被引用 15

一句话总结

本研究利用六年中等分辨率阶梯光谱和ASAS的光度数据，分析了光谱双星Gl 375，确认两颗恒星均为dM3.5型星，轨道周期为1.87844天，最小质量分别为0.35和0.33个太阳质量。研究在星周Ca II K发射、光度调制和平均星等中识别出一个一致的800天（≈2.2年）恒星活动周期，两颗恒星活动相位一致，表明存在磁耦合。

ABSTRACT

We study the spectroscopic binary system Gl 375. We employ medium resolution echelle spectra obtained at the 2.15 m telescope at the Argentinian observatory CASLEO and photometric observations obtained from the ASAS database. We separate the composite spectra into those corresponding to both components. The separated spectra allow us to confirm that the spectral types of both components are similar (dMe3.5) and to obtain precise measurements of the orbital period (P = 1.87844 days), minimum masses (M_1 sin^3 i = 0.35 M_sun and M_2 sin^3 i =0.33 M_sun) and other orbital parameters. The photometric observations exhibit a sinusoidal variation with the same period as the orbital period. We interpret this as signs of active regions carried along with rotation in a tidally synchronized system, and study the evolution of the amplitude of the modulation in longer timescales. Together with the mean magnitude, the modulation exhibits a roughly cyclic variation with a period of around 800 days. This periodicity is also found in the flux of the Ca II K lines of both components, which seem to be in phase. The periodic changes in the three observables are interpreted as a sign of a stellar activity cycle. Both components appear to be in phase, which implies that they are magnetically connected. The measured cycle of approximately 2.2 years (800 days) is consistent with previous determinations of activity cycles in similar stars.

研究动机与目标

• 通过长期光谱监测，精确测定光谱双星Gl 375的轨道参数。
• 研究双星系统中两颗恒星的星周活动水平及其变化。
• 在为期六年的基线上，搜索光度和光谱可观测量中长期恒星活动周期的证据。
• 通过比较活动调制的相位和振幅，评估两颗恒星之间的磁连通性。
• 将推导出的周期与已知的其他M型矮星活动周期（特别是比邻星）进行比较，探讨全对流和部分对流恒星中的发电机机制。

提出的方法

• 利用CASLEO的2.15米望远镜在六年（2000–2006年）内获取中等分辨率阶梯光谱。
• 对复合光谱进行光谱分解，以分离单个恒星的光谱并测量径向速度。
• 从ASAS数据库中提取光度曲线，分析轨道周期处的自转调制。
• 对Ca II K线流量进行时间序列分析，检测星周发射中的周期性变化。
• 对总Ca II K流量进行非线性正弦拟合，通过最小二乘法最小化估计活动周期。
• 对光度、Ca II K流量和平均星等的变化进行互相关分析，评估相位关系和一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 Gl 375光谱双星的精确轨道参数是什么，包括轨道周期、最小质量以及倾角约束？
• RQ2 Gl 375的两颗恒星是否表现出一致的星周活动？其活动是否在轨道周期处被自转调制？
• RQ3 是否存在Gl 375中的长期恒星活动周期？若存在，其周期是多少，且在不同可观测量之间如何相关？
• RQ4 两颗恒星的Ca II K发射活动变化是否同相，表明其存在磁连接？
• RQ5 Gl 375中推导出的800天活动周期与比邻星的450天周期相比如何？这对M型矮星中的发电机机制有何启示？

主要发现

• Gl 375的轨道周期精确测定为1.87844天，两颗恒星光谱型相似（dM3.5），最小质量分别为0.35 M☉和0.33 M☉。
• 该系统在轨道周期处表现出正弦光度调制，解释为由于潮汐锁定恒星上的活动区导致的自转调制。
• 光度调制的振幅随时间变化，周期约为800天，表明存在长期活动周期。
• 平均星等和Ca II K线流量也表现出一致的800天周期性，其中Ca II K流量比光度变化提前约140天。
• 对Ca II K流量的非线性拟合得到最佳拟合周期为763天，与光度和星等中观测到的800天调制一致。
• 两颗恒星星周发射的同相行为强烈表明两颗恒星之间存在磁连通性，可能由于共享磁场或在密近双星系统中的相互作用。