北京天文馆科研人员激变变星研究工作取得重要进展

通过对LAMOST巡天光谱数据筛选的激变变星候选体开展后随观测，北京天文馆研究馆员李昕及科研团队成员发现了一颗罕见的吸积盘快速进动六分仪座SW型激变变星。

激变变星是一种非常活跃的密近双星系统，目前一般认为其主星是一颗白矮星，伴星为一颗晚型主序星。由于引力作用，伴星的物质会被吸引到白矮星上。对于磁场较弱的激变变星，物质会在白矮星周围形成温度很高的吸积盘，这也是激变变星可见光波段辐射的主要来源。当磁场强度大于10^6高斯吸积盘就只能部分形成或无法形成，物质将沿磁力线转移到主星表面。激变变星主要的光变有爆发和掩食。前者来自物质转移过程中在白矮星表面产生的热核反应，亮度可能瞬间提升2至6个星等，个别情况甚至更高。后者是伴星绕主星公转过程中掩食吸积盘产生的，通常以数小时为周期，通过观测的光变曲线分析可以得到，这是激变变星的轨道周期。激变变星有一个重要的未解之谜就是轨道周期空缺问题，目前发现轨道周期分布在2至3小时的激变变星明显偏少。

图1. 通过吸积伴星物质引起爆发的白矮星，艺术示意图来自 APOD

六分仪座SW型是激变变星一个主要亚型类新星（nova-like）中的子类，其特点是吸积率较高，轨道周期多在3小时以上，磁场强度介于非磁和磁激变变星之间。我们利用清华大学-国家天文台80厘米望远镜（TNT）作为主要后随观测设备，对国家天文台侯文、河北师范大学孙永康等人利用LAMOST光谱筛选的部分激变变星候选体开展了后随观测，并结合TESS、ZTF等测光巡天数据，发现LAMOST J204305.95+341340.6（J2043+3413）这个候选体在TNT的g波段有不连续的掩食特征，在TESS光变中可见2.587(8) 小时轨道周期和1.09(5)天的吸积盘进动周期。在TNT的g波段观测数据中我们还发现了J2043+3413有罕见的千秒级准周期震荡（kilosecond QPO）。ZTF长时间的观测数据表明J2043+3413还在五年内发生了一次亮度变化，下降了0.4个星等。结合以上观测数据分析，我们发现J2043+3413是一颗中等轨道倾角，轨道周期位于“轨道周期空缺”内的六分仪座SW型激变变星。它与此前发现的唯一一颗轨道周期空缺内的六分仪座SW型激变变星V795 Her非常相似，且同样有千秒级QPO现象被观测到。但与其他激变变星相比，J2043+3413有着非常快速的盘进动周期，大约比其他已观测到盘进动的激变变星快3倍。以上这些现象极有可能与它的高吸积率和所处的特殊演化阶段有关。本工作对激变变星的观测和研究方法为后续相关工作提供了重要参考。

本研究工作获得了北科院北科学者、创新培育等项目的资助，已在国际知名SCI期刊《天文学期刊》（The Astronomical Journal）上在线发表，北京天文馆研究馆员李昕为本文第一作者及通讯作者。文章链接：https://doi.org/10.3847/1538-3881/acdd70 。

图2：TESS观测数据分析得到的J2043+3413的轨道周期（上图）和盘进动周期（下图）。横坐标为相位，纵坐标为归一化的流量。

文/图  北京天文馆  李昕