天狼星系统及其天体物理谜题：哈勃空间望远镜与地面天体测量
太阳与恒星天体物理
2017-05-24 v1
摘要
天狼星是第七近的恒星系统，为一个目视双星，包含金属线 A1 V 型星天狼星 A（天空中最亮的恒星），以及以 50.13 年周期绕其运转的天狼星 B（最亮且最近的白矮星，WD）。利用近二十年来哈勃空间望远镜（HST）获取的图像，加上涵盖近 20 年的照相观测，以及可追溯至 19 世纪的近 2300 次历史测量数据，我们测定了该目视双星的精确轨道根数。结合视差和 A 成员的运动，这些轨道根数给出天狼星 A 和 B 的动力学质量分别为 2.063+/-0.023 Msun 和 1.018+/-0.011 Msun。我们精确的 HST 天体测量排除了该系统中任一恒星存在质量低至约 15-25 Mjup 的第三体环绕的可能性。天狼星 B 在 H-R 图上的位置与其动力学质量对应白矮星的理论冷却轨迹高度吻合，并暗示其冷却年龄约为 126 Myr。假设具有碳氧核心，天狼星 B 在质量-半径平面上的位置也与白矮星理论相符。计入假定前身星的演化前白矮星时标，天狼星 B 的总年龄约为 228+/-10 Myr。我们使用两个独立程序计算了具有天狼星 A 动力学质量的恒星的演化轨迹。我们发现需要假设略低于太阳的金属丰度（约 0.85 Zsun），以拟合其在光度-半径平面上的位置。基于这些模型，天狼星 A 的年龄约为 237-247 Myr，不确定度为 +/-15 Myr，与其白矮星伴星的年龄一致。我们讨论了天狼星系统带来的天体物理谜题，包括两颗恒星在过去必定发生过相互作用的概率，尽管目前没有直接证据表明这一点，且轨道偏心率依然很高。
引用
@article{arxiv.1703.10625,
title = {The Sirius System and its Astrophysical Puzzles: Hubble Space Telescope and Ground-Based Astrometry},
author = {Howard E. Bond and Gail H. Schaefer and Ronald L. Gilliland and Jay B. Holberg and Brian D. Mason and Irving W. Lindenblad and Miranda Seitz-McLeese and W. David Arnett and Pierre Demarque and Federico Spada and Patrick A. Young and Martin A. Barstow and Matthew R. Burleigh and Donald Gudehus},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.10625},
year = {2017}
}
备注
Accepted by Astrophysical Journal