发现带有吸积盘的新型大陵五型双星系统：揭示低质量比双星系统的演化与吸积动力学

本研究针对大陵五型双星系统中的吸积动力学和演化路径问题，通过对Gaia DR3 1892576067672499328系统的多波段观测分析，确定了其2.47757天的轨道周期、0.098的低质量比和46.934°的轨道倾角。研究发现该系统存在Keplerian吸积盘（Rout≈3.36 R⊙）和潜在第三伴星（M3>0.369 M⊙），为理解EL CVn型系统形成和双星演化提供了关键观测证据。

　　

在银河系中，近半数的恒星并非孤独演化，而是以双星或多重系统的形式存在。这些系统如同宇宙中的舞者，通过复杂的引力相互作用和质量转移过程，演绎着恒星演化的精彩篇章。其中，大陵五型半接双星系统尤其引人注目，它们通常由一个主序星和一个充满洛希瓣的演化伴星组成，呈现出著名的"演化反转"现象——质量较小的伴星反而显得更加演化。这些系统不仅是研究质量转移和吸积过程的天然实验室，更是理解双星系统长期演化结局的关键。

然而，短周期大陵五型双星系统中的吸积结构形成机制仍存在诸多谜团。理论预测表明，当主星半径小于临界阈值时，从伴星转移的物质会因角动量守恒而形成稳定的吸积盘，而非直接撞击恒星表面。但观测上对这类系统中吸积盘的直接证据仍然有限，特别是对于低质量比系统的吸积动力学研究更是缺乏详细的观测约束。

为了解决这些问题，由何通宇等人组成的研究团队在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上发表了一项突破性研究。他们通过对Gaia DR3 1892576067672499328系统的综合分析，发现了一个具有明显吸积盘特征的新型大陵五型双星系统，为理解低质量比双星系统的演化和吸积过程提供了宝贵见解。

研究人员综合运用了LAMOST中分辨率光谱、TESS空间光变曲线和ZTF地面测光数据。通过交叉相关函数(CCF)方法分析光谱数据获取径向速度曲线，利用PHOEBE代码基于Wilson-Devinney框架进行光变曲线建模，并采用MCMC采样方法确定系统参数。对Hα发射线轮廓的分析揭示了吸积盘的特征，同时通过系统速度变化研究了潜在第三伴星的存在。

径向速度分析

通过分析45个蓝臂光谱和60个红臂光谱，研究团队确认这是一个典型的双线光谱双星(SB2)。基于开普勒轨道模型拟合，得到了精确的质量比q=0.098±0.002和次级星速度半振幅K₂=130.366 km/s。主星的投影旋转速度v sin i为20±9 km/s，次级星为32±10 km/s，排除了临界旋转导致盘形成的可能性。

光变曲线分析

TESS光变曲线显示出明显的椭球调制和不对称性，最大亮度在相位φ≈0.25和φ≈0.75处存在几个百分点的差异。通过在PHOEBE模型中引入热点成分，成功拟合了这种不对称性，热点温度比T_spot/T₁=1.43，半径11.393°，经度127.504°。模型显示主星质量为1.817 M_⊙，半径1.265 R_⊙，次星质量0.179 M_⊙，半径1.994 R_⊙，轨道倾角46.934°。

Hα谱线和吸积盘

相位折叠的Hα动态光谱显示出清晰的双峰发射特征，速度范围从-400 km/s延伸到+300 km/s。这种不对称性和相位依赖性变化表明存在Keplerian旋转的吸积结构。计算得到的环化半径(～1.42 R_d)大于主星半径，满足盘形成的Lubow-Shu准则。理论预测盘外半径R_out,model≈3.36 R_⊙与光谱估计值R_out,obs≈3.36 R_⊙高度一致，证实了稳定吸积盘的存在。

可能存在的第三伴星

系统速度γ显示出超过10 km/s的长期变化，表明可能存在第三伴星。假设外轨道为圆形且边缘-on，估计最小质量M₃>0.369 M_⊙，周期P_out>50天。动力学稳定性分析表明，该三重系统处于稳定配置中。

演化路径

该系统在轨道周期-白矮星质量图上的位置与EL CVn型系统预测区域重叠，次星在有效温度-表面重力图上的位置与剥离包层的亚巨星一致。这表明该系统正在向氦核白矮星(He WD)形成路径演化，未来可能形成EL CVn型系统。

这项研究不仅发现了一个具有吸积盘的特殊大陵五型双星系统，更重要的是提供了低质量比双星系统向EL CVn型系统演化的观测证据。吸积盘的确认和第三伴星的可能存在为理解多重系统中的吸积动力学和轨道演化提供了新的视角。该系统未来可能成为引力波源，为LISA等空间探测器提供观测目标，同时为恒星演化模型和双星相互作用研究提供了宝贵的检验平台。研究成果深化了我们对双星系统演化路径的认识，特别是在低质量比系统中的质量转移过程和最终命运方面提供了重要见解。