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一类具有极端质量比的新生食双星

太阳与恒星天体物理 2015-06-23 v2

摘要

具有紧密轨道低质量恒星伴星 (q=M2/M1<0.25q = M_2/M_1 < 0.25) 的早型 B 型主序 (MS) 星 (M1=5-16MM_1 = 5\text{-}16 M_{\odot}) 可能演化为 Ia 型超新星、低质量 X 射线双星和毫秒脉冲星。然而,此类紧密极端质量比双星的形成机制和固有频率一直存在争议,尤其是考虑到迄今为止尚未探测到任何此类双星。利用光学引力透镜实验对大麦哲伦云星系的观测,我们发现了一类新的食双星,其中一颗明亮的 B 型主序星照射了一颗尚未完全形成的紧密轨道低质量前主序伴星。这些原始前主序伴星具有较大的半径,并明显反射了它们从 B 型主序主星拦截的大部分光线 (ΔIrefl=0.02-0.14\Delta I_{\rm refl} = 0.02\text{-}0.14 mag)。对于我们样本中具有良好观测光变曲线模型拟合的 18 个确定的主序 + 前主序食双星,我们测得短轨道周期 P=3.0-8.5P = 3.0\text{-}8.5 天,年轻年龄 τ=0.6-8\tau = 0.6\text{-}8 Myr,以及较小的次级质量 M2=0.8-2.4MM_2 = 0.8\text{-}2.4 M_{\odot} (q=0.07-0.36q = 0.07\text{-}0.36)。这些新生食双星中的大多数仍与恒星形成区相关联,例如,具有最深食 ΔI1=2.8\Delta I_1 = 2.8 mag 和最年轻年龄 τ=0.6±0.4\tau = 0.6\pm0.4 Myr 的系统嵌入在明亮的 H II 区 30 Doradus 中。在修正选择效应后,我们发现 (2.0±0.6)%(2.0\pm0.6)\% 的 B 型主序星拥有轨道周期 P=3.0-8.5P = 3.0\text{-}8.5 天且质量比 q=0.06-0.25q = 0.06\text{-}0.25 的伴星。这大约是太阳型主序主星观测值的 10 倍。我们讨论了这些新的食双星如何为恒星、双星和 H II 区的形成与演化提供宝贵的见解、诊断依据和挑战。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.8138,
  title  = {A New Class of Nascent Eclipsing Binaries with Extreme Mass Ratios},
  author = {Maxwell Moe and Rosanne Di Stefano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.8138},
  year   = {2015}
}

备注

25 pages, 12 figures, 5 tables, accepted for publication in ApJ