密近双星黑子活动的多普勒成像研究

发布时间：2017-12-25 20:30

本文关键词：密近双星黑子活动的多普勒成像研究　出处：《中国科学院研究生院(云南天文台)》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：太阳表面最明显的特征莫过于黑子。大量观测研究发现,晚型恒星也具有类似的黑子结构。黑子是恒星磁场活动的示踪物,对黑子的研究有助于完善和限定发电机模型。多普勒成像是一项利用时间序列谱线轮廓,反演恒星表面黑子结构的技术,是研究恒星黑子活动的有力工具。为了研究密近双星黑子活动与恒星类型、演化阶段、子星间相互作用的关系,我们使用兴隆观测站的2.16米望远镜上的折轴摄谱仪,对三个不同轨道周期的密近双星II Peg、SZ Psc、ER Vul开展了高色散分光观测,并利用最小二乘退卷积(LSD)技术提高了谱线轮廓的信噪比,最终使用多普勒成像程序Do TS获得了它们表面的黑子分布。密近双星II Peg是由K2型亚巨星和不可见的M型矮星组成的单谱双星,轨道周期为6.72天。2004 2008年期间,我们共获得了5幅II Peg的K2IV主星光球黑子图像。根据这些黑子图像,我们发现它的黑子活动区的纬度分布非常广泛,恒星表面从赤道到极区都存在黑子活动。II Peg的低纬度黑子演化非常迅速,而高纬度黑子较为稳定。我们发现在这些黑子图像中不存在稳定的活动经度带,也没有发现flip-flop现象,它的黑子经度分布较为随机。另外,我们还分析了II Peg的Ti O7055A?和8860?A分子吸收带。结果显示,II Peg的光球黑子覆盖率为36% 46%。这些数值明显高于多普勒成像的结果,表明II Peg表面可能存在无法被多普勒成像技术探测到的均匀的黑子结构。同时,由分析Ti O分子吸收带得到的黑子覆盖率随自转位相的变化,与多普勒成像结果相一致。此外,在成像过程中,我们利用成像程序测量了II Peg的恒星参数,并发现其轨道历元起点与Berdyugina等人的结果不同。这意味着II Peg可能存在着轨道周期的微小变化。密近双星SZ Psc是由F8型主序星和K1型亚巨星组成的双谱食双星,轨道周期为3.97天。它的F型热子星非同步自转。我们获得了2004年11月、2006年9月 12月密近双星SZ Psc高信噪比的LSD轮廓,并发现了明显的额外吸收特征,证明了SZ Psc是一个三合星系统。在去除了光谱中第三天体的贡献后,我们获得了它的K型子星的黑子分布图像。这些图像表明,这颗K型亚巨星表现出了强烈的黑子活动。与前人利用测光数据探测到的少量大面积黑子不同,我们的多普勒图像给出了更复杂的黑子分布。K型恒星光球黑子数量较多,而面积相对较小。我们还发现,在2006年的9月初至12月初的三个月时间内,K型冷子星的黑子表现出了经度迁移的现象。在观测中,我们没有发现K型冷子星的黑子经度分布与其轨道位置有明显关系。另一方面,F型热子星也有可能存在黑子活动。但由于它的自转速度较慢,我们还无法获得足够好的多普勒成像结果。密近双星ER Vul是由G0和G5型主序星构成的双谱食双星,轨道周期为0.698天。ER Vul的两颗子星与我们的太阳非常相似。我们获得了ER Vul两颗子星2004年11月、2006年9月、2008年11月的黑子图像。成像结果表明,ER Vul的两颗子星都具有显著的黑子活动。作为高速自转的主序星,它们的黑子纬度分布同样非常广泛。位相覆盖较完整的2006年和2008年的图像都显示出了显著的大面积高纬黑子,这表明两颗子星的极区较为活跃。另外,两颗子星的中低纬度黑子没有表现出明显的经度迁移的现象。这些黑子主要集中在面向另一颗子星的半球表面上。这种不均匀的黑子经度分布表明,ER Vul的黑子分布是由两颗子星间的相互作用主导的。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(云南天文台)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P153

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