极短周期相接双星形成和演化的观测研究

We have defined very short period contact binaries (VSPCB) as contact binaries whose periods are less than 0.3 days. Due to the very short orbital period, it is very easy to obtain the complete multiple-band light curves of VSPCB. Using the Weihai one meter telescope and other domestic telescopes, we will carry out observational research on the formation and evolution of VSPCB. By obtaining the physical parameters of VSPCB, we can comprehend the structure of the binary system and the evolution state of the components. Especially for the bright targets, the absolute physical parameters can be determined by combining the photometric and spectroscopic data, this can provide observational basis for the evolution of VSPCB. We will analyze the long term orbital period variation of VSPCB. The thermal relaxation oscillation theory can be tested by the targets whose orbital periods are secular increase and contact degrees are very small. For the targets whose orbital periods show cyclic oscillation, we will search companion objects orbiting them and analyze the relationship between the physical characters of the companion objects and orbital parameters of the central objects to explore the influence of the companion objects on the formation and evolution of VSPCB. Based on systematic investigation on VSPCB that are newly formed and at the period cutoff, we will constrain the existing theory of formation and evolution of contact binaries, and provide vital clue for new theories.

我们把极短周期相接双星定义为周期小于0.3天的相接双星系统。由于轨道周期较短，非常易于观测获得完整的多波段光变曲线。我们将利用威海1米以及国内其他的望远镜对极短周期相接双星的形成和演化进行观测研究。获得极短周期相接双星的轨道物理参数，以此了解双星的结构以及子星的演化状态，特别是比较亮的目标，结合测光和光谱数据求解出绝对物理参数，为探讨极短周期相接双星的演化提供观测基础；分析极短周期相接双星轨道周期的长期变化，轨道周期长期增加并且相接度比较小的目标，可以检验热弛豫振荡理论，轨道周期存在周期性变化的目标，寻找伴星天体并分析其物理特征与中心天体轨道参数间的相关性，探索伴星天体在极短周期相接双星形成和演化中的作用；系统研究刚形成的和位于周期截止的极短周期相接双星,为现有的相接双星形成和演化理论提供限制，并为新的理论的提出提供重要线索。

极短周期相接双星具有复杂而有趣的特征，为研究相接双星的形成和演化提供了天然实验室，在本项目的支持下，发表SCI论文8篇。利用威海1米以及国内外其他望远镜首次对19颗位于周期截止附近的相接双星进行了观测及分析，同时对研究过的周期小于0.23天的相接双星进行了统计并对它们的特征进行了分析讨论，得出伴星天体在它们的形成过程中发挥着重要作用，这一研究工作对相接双星短周期截止现象的原因提出了更加合理的解释，为理论工作的发展具有十分重要的指导意义。对三颗短周期全食相接双星V0474 Cam 、V789 Her和V1007 Cas的观测发现它们的光变曲线表现出O’Connell效应并存在变化，分析发现黑子模型可以很好的解释它们表现出的O’Connell效应及其变化，本工作为黑子模型解释O’Connell效应提供了观测基础。此外，我们还对多颗极短周期相接双星进行了首次观测及分析，像EF CVn、EH CVn、V342 UMa、V509 Cam和OQ Cam等，得到了它们的物理参数、轨道周期的变化规律、对它们的演化以及可能存在的伴星天体进行了讨论。