分光双星视向速度测量与轨道拟合研究

Orbit determination of binaries can derive the kinematical parameters of the binary mass center, the 2-body orbital parameters, the component masses and the orbital parallax. These parameters are the important constituents of the astrometrical reference frame with high precision and high density. Meanwhile, these parameters provide vital assistance to study stellar physics, clusters and the Galaxy. Besides, the orbit determination can be used to detect the faint objects (eg. exoplanet and dwarf), search for the black hole and test the gravitational radiation. With the development of space-based astrometric observation, interferometric astrometric observation, high resolution spectroscopic observation as well as the precise wavelength calibration, the precision of various observation data for binaries has been greatly improved. However, the number of binary systems with full orbital solutions and component masses better than 3% are just over 100. Thus, the further observation and orbit determination of binaries are still needed in the future. Considering that nearly all the binaries with full orbital solutions need the contribution of radial velocity (RV) measurements, we plan to carry out RV measurements of spectroscopic binaries based on the high resolution spectroscopic observation, and determine the orbit in combination with various observational data to obtain the precise orbital solutions of a number of binaries as well as the physical parameters.

双星轨道拟合可以给出双星系统的运动学参数，这些参数包括：双星质心运动学参数、双星轨道运动学参数以及子星质量等。一方面这些参数对于建立和维护高密度、高精度实用星表参考架具有重要意义。另一方面这些参数为研究恒星物理、星团和银河系结构等也提供了重要帮助。此外，双星轨道拟合可以用来探测暗弱天体(如系外行星、褐矮星等)，寻找黑洞并用于验证引力辐射。随着各种观测技术的发展，双星各种观测数据的精度不断提高，且数据量越来越大。然而，目前具备完整轨道解且子星质量精度好于3% (可以用来限制恒星演化模型) 的双星系统也仅有百余个，因此需要进一步开展对双星系统的观测和轨道拟合研究。考虑到目前给出双星系统完整轨道解几乎都离不开视向速度数据，本项目围绕分光双星开展基于高分辨率光谱观测的视向速度测量，并联合多种观测数据对双星进行轨道拟合以得到一批双星系统的高精度轨道解并分析子星的物理参量（质量、光度、半径等）。

随着各种观测技术特别是空间天体测量、光干涉位置观测、高分辨光谱观测及精确的波长定标技术的发展，双星各种观测数据的精度不断提高，且数据量越来越大。然而，目前具备完整轨道解及子星质量精度好于3%(可以用来限制恒星演化模型)的双星系统也仅有百余个，因此需要进一步开展对双星系统的观测和轨道拟合研究。本项目围绕分光双星开展基于高分辨率光谱观测的视向速度测量，并联合多种观测数据对双星进行轨道拟合。. 在项目执行期间，我们共获得30余个双星系统的600余幅光谱图像，同时通过观测视向速度标准星对1.8m折轴光谱仪的零点稳定性进行了2年左右的监测。对1.8m 折轴光谱仪的结构、实测性能进行了详细的描述，可以用来指导用户使用此光谱仪进行相关的科学研究。目前已经完成所有观测数据的预处理工作，并得出此折轴光谱仪的零点稳定性，对晚型单谱线分光双星，联合历史数据及最新测量到的视向速度数据，提高了轨道参量的精度。. 完成了基于视向速度数据的多行星系统轨道拟合程序，并重新分析了双行星系统HD155358及HD82493的运动学参数，为行星系统稳定性及长期演化分析提供了基础。对双谱线分光双星的视向速度数据及位置数据的联合拟合，首次获得HIP51233的三维轨道解及物理参数的计算。同时，在高精度视差的基础上，对单谱线分光双星的视向速度数据及位置数据的联合拟合，得到了主星为BYDra变星的双星系统HIP43109和HIP63742的三维轨道解及子星质量。此外，对单谱线分光双星基于Gaia中间天体测量数据的拟合模型进行了研究。