中國天文學家在相互作用雙星磁活動研究方面獲進展

中國科學院雲南天文台雙星與變星研究團組博士研究生施相東和研究員錢聲幫等人在相互作用雙星磁活動方面獲新研究成果。該工作發現克卜勒（Kepler）雙星KIC 06852488的光變曲線變化與O-C曲線變化強相關，並首次發現其黑子和熱斑活動以內拉格朗日點（Lagrangian point）為中心呈現對稱分佈，揭露恆星磁活動對雙星物質轉移產生重要的影響。

大陵五（Algol）型雙星系統一般由一顆BAF型主序主星和一顆充滿洛希瓣的晚型巨星或者亞巨星次星組成。雙星系統中較小質量的次星比較大質量的主星有更高的演化程度，這與恆星結構演化理論是不相符的，稱為大陵五佯謬。大陵五佯謬可解釋為：在原來的短週期分離雙星中，較大質量的子星演化比較快，首先演化膨脹充滿洛希（Roche）瓣，並不斷向較小質量的子星轉移物質。當質量比反轉後，系統演化成現在觀測到的大陵五型雙星系統。所以，物質轉移在這類雙星的演化中扮演著重要的角色。

研究人員對刻卜勒目標KIC 06852488進行了研究，揭示了它的主星是一顆處於主序演化階段的盾牌座δ型脈動變星，次星是一顆具有劇烈磁活動的晚型星。通過對這顆雙星進行詳細的分析，發現其光變曲線兩極大的星等變化是相關的，主次極大均表現出週期為2,000天的周期性變化，且位相相差180度，同時發現次極大的變化趨勢和主極小的O-C曲線變化相一致。

利用綜合光變曲線法對刻卜勒和凌日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite）觀測數據分析後，發現這顆星是一個質量比為0.46的半接雙星系統。次星充滿洛希瓣，而主星的體積充滿度僅為12% ，但卻貢獻了超過85%的系統光度。光變曲線的變化可以很好地解釋為主次星上分別存在一個演化的物質撞擊熱斑和一個演化的黑子，並發現熱斑和黑子的位置基本是分佈在以內拉格朗日點為中心的對稱區域（上圖）。

這是首次在雙星中發現黑子和熱斑的這種對稱分佈，揭露了雙星中的物質轉移可能與恆星的磁活動相關。當在光變曲線中去除掩食成分後，發現了六次耀斑爆發。耀斑爆發、子星脈動、物質轉移和黑子活動等現象的同時存在使到KIC 06852488成為一個研究雙星物質轉移、恆星脈動與磁活動等相互作用的天然天體物理實驗室

【圖、文：節錄自中國科學院雲南天文台2020年12月29日新聞公佈；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年12月23日出版的《天文學報》

KIC = Kepler Input Catalog = 克卜勒輸入星表，收錄來自克卜勒光譜分類計劃（Kepler Spectral Classification Program）和刻卜勒太空望遠鏡觀測約1,320萬顆恆星數據庫）