云南天文台在仙女星系中发现12颗大质量物质转移双星

近日，中国科学院云南天文台双星与变星研究团组博士研究生李福兴与导师、研究员钱声帮等在仙女星系（M31）中双星研究方面取得新进展。该研究利用国际巡天资料，首次系统地对仙女星系中的大质量食双星进行分析，在437个食双星系统中发现12颗次星（小质量星）充满洛希瓣的大质量半相接双星，揭示这些系统中存在从次星到大质量主星间的物质转移，表明仙女星系中的双星演化进程与银河系中的相似。4月8日，相关研究成果在线发表在《天文学报》（The Astronomical Journal）上。

M31是离银河系最近的漩涡星系，也是本星系群中最大的星系。它的结构特点、金属丰度与银河系很接近。国际测光巡天已在M31里面发现了一批食双星。由于M31离人类比较远（约245万光年），这些巡天发现的食双星多为大质量双星，且仅有极少部分双星进行过解轨分析，用于测定M31的距离。其他双星几乎未进行分析与研究。M31中是否有与银河系中相类似的半相接和相接双星？它们的结构特征和演化状态与银河系中的大质量双星是否相同？这些问题有待进一步研究。

该工作利用西班牙拉帕尔马岛上2.5米望远镜的巡天观测数据，对437个食双星系统进行分析，并对部分高精度的光变曲线进行测光解轨研究（如图所示），求出了它们的基本测光参量。研究发现12个双星的次星充满洛希瓣，而主星与洛希瓣是分离的，揭示了它们是大质量半相接双星，系统中存在从次星到大质量主星间的物质转移。研究还发现这些双星的主星充满度与系统的质量比或存在相关性，进一步支持它们经历了质量比反转，处于慢速物质交流演化阶段。另外，这些双星系统的主次星温度分布等与银河系中半相接双星的分布相似。这表明仙女星系中的双星演化进程与银河系中的相似，对探讨大质量双星的物质交流演化具有重要价值。

研究工作得到国家自然科学基金重点项目等的支持。

论文链接

M31中部分半相接双星的光变曲线（亮度随时间的变化曲线）。图中粉色方形代表V波段，黑色圆圈代表B波段，蓝线和红线分别表示理论计算的双色光变曲线。观测和理论计算的残差显示在光变曲线下面的小方框中。