近日，中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)雙星與變星研究團(tuán)組的研究成果，發(fā)表在 The Astrophysical Journal 上。該工作對(duì)一顆奇特的密近雙星J162117進(jìn)行觀測(cè)分析研究，發(fā)現(xiàn)了一種新型的恒星爆發(fā)，這類爆發(fā)由白矮星的突發(fā)式吸積引起，這種突發(fā)式的吸積又與伴星的磁活動(dòng)相關(guān)聯(lián)。
J162117是由國(guó)際巡天發(fā)現(xiàn)的短周期密近雙星系統(tǒng)，兩顆子星相互繞轉(zhuǎn)一周的時(shí)間約為5小時(shí)。由于較短的軌道周期以及EW型的光變行為，該系統(tǒng)最初被認(rèn)為是一顆位于短周期截止附近的相接雙星。然而，2016年6月3日國(guó)際同行報(bào)道了該星存在振幅約為2個(gè)星等的恒星爆發(fā)。光譜觀測(cè)表明，它是一顆由白矮星和K型主序星組成的雙星系統(tǒng)。因此，研究人員將此爆發(fā)歸類為矮新星爆發(fā)。然而，與正常的矮新星型激變變星相比，J162117表現(xiàn)出許多異常之處，例如爆發(fā)期間主食變深而次食變淺以及極低的爆發(fā)振幅等。這些特性表明J162117是一顆特殊的瞬變天體，其爆發(fā)的物理機(jī)制仍不清楚。
2016年3月19日，云南天文臺(tái)雙星與變星研究團(tuán)組利用國(guó)內(nèi)外小口徑望遠(yuǎn)鏡對(duì)J162117進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，獲得了大量處于爆發(fā)前、爆發(fā)期間和爆發(fā)后的多波段光變曲線。圖1顯示，該星爆發(fā)前的BVR三個(gè)波段的完整光變曲線以及相應(yīng)顏色曲線。掩食輪廓和顏色曲線揭示了它是一顆分離的白矮星雙星，白矮星周圍沒有吸積盤，揭示了J162117不是一顆矮新星。這也表明該雙星系統(tǒng)中的白矮星并沒有從伴星吸積物質(zhì)，它的爆發(fā)并不是矮新星型爆發(fā)。光變曲線展現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱性并伴隨著微小振幅的光學(xué)耀斑，這說明K型次星存在顯著的磁活動(dòng)。
圖2（上）給出該星近半年的亮度變化，圖2（下）顯示光變曲線兩極大的亮度差（O'Connel效應(yīng)）隨時(shí)間的變化。通過對(duì)所有數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)K型伴星磁活動(dòng)與這次恒星爆發(fā)密切相關(guān)。當(dāng)雙星處于寧?kù)o態(tài)時(shí)，伴星表面靠近內(nèi)拉格朗日點(diǎn)（L1）附近聚集了大量的黑子，從而切斷了次星向白矮星的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。當(dāng)L1周圍的黑子消失后，物質(zhì)轉(zhuǎn)移開始，并被吸積到白矮星表面，從而引起爆發(fā)。
這些發(fā)現(xiàn)使J162117成為研究恒星磁活動(dòng)、白矮星物質(zhì)吸積以及恒星磁活動(dòng)對(duì)物質(zhì)吸積的影響等天體物理過程的絕佳天然實(shí)驗(yàn)室，相關(guān)研究結(jié)果對(duì)進(jìn)一步探討激變雙星演化和爆發(fā)等具有重要的科學(xué)意義。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年基金等的資助。
圖1.J162117爆發(fā)前的BVR三個(gè)波段的完整光變曲線以及B-R和B-V顏色曲線。
圖2.（上）：2016年3月19日至9月14日期間所獲的R波段光變曲線，其中藍(lán)色點(diǎn)表示爆發(fā)過程，綠色點(diǎn)表示爆發(fā)前后的寧?kù)o態(tài)。圖2（下）：光變曲線兩極大亮度差（O'Connel效應(yīng)）的變化圖。寧?kù)o態(tài)時(shí)光變曲線兩極大不對(duì)稱，O'Connel效應(yīng)明顯且穩(wěn)定，而爆發(fā)態(tài)時(shí)兩極大接近對(duì)稱。兩者之間的相互關(guān)聯(lián)揭示了爆發(fā)與伴星的磁活動(dòng)相關(guān)。
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)
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