皇家天文學會月刊：新星爆發和演化研究新進展

　　近日，中國科學院云南天文臺雙星與變星研究團組博士研究生方小慧和研究員錢聲幫，對類新星型激變雙星的長期軌道周期變化展開系統分析，并對雙星物質轉移過程的穩定性進行研究，證實了長周期類新星在新星爆發后，將可能永遠不會進入深度休眠期，對進一步探討新星爆發和演化具有重要意義。相關研究結果發表在英國《皇家天文學會月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。

　　類新星是一類高吸積率的激變雙星系統，白矮星從伴星吸積物質而在自己的周圍形成吸積盤。物質以盤風的形式被吹離盤表面必然導致系統的質量和角動量損失，軌道周期的變化分析為研究系統的演化進程提供了一種可觀測的方式。天鷹座V1315是一顆處于軌道周期空缺上邊緣的深食雙星系統。前人發現其被新星環環繞，說明早在500~1200多年前它就已經歷過新星的爆發。休眠模型認為，新星爆發之后，由于次星被高溫白矮星照射而受熱膨脹，物質轉移率較高，系統進入類新星階段。隨著白矮星冷卻，次星的物質轉移率降低，白矮星吸積較少的物質而使系統進入矮新星階段。隨后，物質轉移率進一步降低甚至停止可能會導致系統進入休眠期。最終，磁滯和引力輻射使軌道距離收縮而使物質轉移率重新升高，系統再次經歷新星爆發事件，從而進入下一個周期的演化循環。從新星爆發到再次新星爆發的整個時標大約是一萬~十萬年。因此，像天鷹座V1315這樣極少數觀測到新星環的激變雙星系統是檢驗休眠模型的重要樣本。

　　研究通過對天鷹座V1315的掩食極小時刻分析發現其軌道周期正在增加。激變雙星的標準演化模型忽略了物質損失對系統演化的影響。考慮到物質在轉移到主星的過程中，會有一定比例的物質以盤風形式被吹離盤表面并帶走系統的軌道角動量。研究人員在標準模型的框架下，假設系統的物質轉移過程是穩定的，得到了盤風損失率與次星的物質轉移率的關系以及與次星的有效質量-半徑參數的關系。同時，對一系列有軌道周期長期變化研究的深食系統進行同樣的分析，并與標準模型演化的情況下進行對比，發現類新星的次星普遍偏離熱平衡。研究發現天鷹座V1315不僅如此，而且物質轉移過程是不穩定的。通過對物質轉移的變化率和系統光度的變化率計算，得到該系統的星等下降時標大約是一萬年，與觀測數據吻合。此時標與前面提到的新星爆發時標一致，但遠遠超過休眠模型所預測的類新星階段的時標。因此，研究人員認為，該系統將不會進入休眠期，而直接進入下一次的新星的爆發。

　　研究工作受到國家自然科學基金重點項目的資助。