[论文解读] Time-resolved HST and IUE UV spectroscopy of the Intermediate Polar FO Aqr

D. de Martino, R. Silvotti+5 more|arXiv (Cornell University)|Sep 3, 1999

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 1被引用 4

一句话总结

本研究利用哈勃空间望远镜（HST）和国际紫外探测器（IUE）对中等偏心率双星系统FO Aqr进行了时间分辨的紫外光谱观测，揭示了其紫外变异性中的多重周期性。主导的轨道调制与由旋转频率驱动的谱线位移表明存在多温度组分，且存在从盘供流到盘溢流吸积的转变，该结论得到长时间内光谱变异性稳定的证据支持，并与长期X射线趋势一致。

ABSTRACT

Time resolved spectroscopy of the Intermediate Polar FO Aqr reveals the presence of multiple periodicities in the UV range. A strong orbital modulation dominates both continuum and emission line flux variabilities, while line velocity motions are only detected at the rotational frequency. A prominent orbital periodicity is also observed in coordinated optical photometry, where FO Aqr was previously found to be spin dominated. The spectral dependence of the main periodicities shows the presence of multi-temperature components in FO Aqr and for the first time a hot and a cool component in the rotational modulation. From a comparison with previous UV and optical data obtained in 1990, no spectral variations in the orbital and rotational variabilities are detected, indicating no significant changes in the effects of X-ray illumination but rather a shrinking of the accretion curtain accompained by an increase in size of the thickened part of the accretion disc. These observations, consistent with the recently discovered long term trend in the X-ray pulsation amplitudes, independently confirm a change in the accretion mode in FO Aqr, which switched from a disc-fed into a disc-overflow state, likely triggered by mass accretion variations.

研究动机与目标

• 利用高分辨率光谱学研究中等偏心率双星系统FO Aqr的时间分辨紫外变异性。
• 确定紫外通量和谱线轮廓中周期性的成因，区分轨道调制与旋转调制的影响。
• 通过将新获得的紫外数据与1990年的档案观测数据进行比较，评估吸积几何结构的变化。
• 探讨X射线脉动幅度趋势对FO Aqr中吸积模式演化的影响。

提出的方法

• 采用哈勃空间望远镜（HST）和国际紫外探测器（IUE）进行时间分辨的紫外光谱观测。
• 在紫外波段范围内分析光谱变异性，以检测连续谱和发射线流量中的周期性调制。
• 测量发射线中的径向速度位移，以识别旋转频率的贡献。
• 利用同步的光学测光数据交叉验证轨道周期性及自转主导性。
• 将1999年与1990年的数据进行光谱能量分布和周期性振幅的比较，以检测长期变化。
• 应用多温度组分建模方法，以解释观测到的变异性模式。

实验结果

研究问题

• RQ1 FO Aqr的紫外光 light curves 和发射线轮廓中存在哪些周期性？
• RQ2 轨道调制与旋转调制如何影响FO Aqr的紫外连续谱和线发射？
• RQ3 随时间变化的光谱与变异性趋势揭示了FO Aqr中吸积几何结构的哪些信息？
• RQ4 是否存在吸积模式转变的证据，例如从盘供流到盘溢流？
• RQ5 紫外结果与长期X射线脉动幅度趋势之间有何关联？

主要发现

• 在FO Aqr中，强烈的轨道调制主导了连续谱和发射线流量的变异性。
• 仅在旋转频率处检测到谱线速度运动，表明发射线中存在由旋转引起的多普勒位移。
• 首次观测到旋转调制中同时存在高温与低温组分。
• 在1999年与1990年的数据之间，未检测到轨道或旋转变异性振幅的显著变化。
• 结果支持吸积模式从盘供流向盘溢流转变，该转变可能由质量吸积率的变化驱动。
• 该变化通过X射线脉动幅度的长期趋势得到独立证实。