白矮星+极小质量伴星双星的搜寻与研究

The search and study of the ultra-low mass companions (brown dwarf (BD) or massive planet) of a white dwarf (WD) are a key research subject recently developed in morden astrophysics.In this kind of binaries, The spectral enery distribution of the binaries is contributed by WD and its very low-mass companion at blue and red ends, respectively. In this project, we would give the theoretical limits of various colors of WDs in SDSS photometric system, so that we obtain the color criteria for the selection of WD in this photomeric system.We can obtain the WD candidates from SDSS based on these color criteria，and can find the spectra of some candidates from SDSS spectral survey. Based on the spectral characteristic of WD, we can give a further identification for the candidates as WDs. Then we can find the infrared countpart of some WDs which have been identified. The WDs with a infrared counterpart might be companied by a ultra-cool companion or surrounded by a debris disk. At last we would observed photometrically the WDs with a infrared counterpart,and find some WDs with transition envents. At last. we analyze the spectra and light curves owing to transition events of these binaries, and obtain the physical parameters of WD and its very low-mass companion, together with the orbital parameters of these binaries.These studies are very important for limiting the theory of binary evolution together with the formation and evolution of BDs and massive planets.

白矮星的极冷伴星(褐矮星或巨行星)的搜寻与研究是现代天体物理中的一个新兴的研究课题。白矮星和小质量伴星分别对双星蓝端和红端的光谱能量分布有贡献。该申请项目拟先从理论上给出白矮星在SDSS系统的颜色分布范围，得到它们在SDSS测光系统中的颜色选择准则。利用这些颜色选择准则从SDSS测光巡天数据中找出它们的候选体，并从SDSS光谱数据中找到一些候选体的光谱，从而我们可根据白矮星的光谱特征进一步确定候选体是否是白矮星。然后从各种红外巡天中去寻找已被确定为白矮星的红外对应体。存在红外对应体的白矮星的周围可能存在一个冷伴星或残骸盘。对存在红外对应体的样本进行长期的测光光测，找到一些具有凌食现象的样本。最后详细分析具有凌食现象的样本的光谱和光曲线可以较准确地获得它们中的白矮星和褐矮星（巨行星）伴星的基本物理参量以及双星的轨道参数。这些研究对限制双星演化理论和褐矮星（巨行星）的形成和演化有重要意义。

白矮星+小质量伴星双星系统的搜寻与研究是现代天体物理中的一个新兴的研究课题。我们首先从理论上修改了这类双星的颜色选择判据，利用这些判据从SDSS和LAMOST巡天数据中找到了350多颗白矮星+小质量主序星双星样本。利用白矮星和小质量主序星的大气模型得到了它们的基本物理参数（有效温度、表面重力加速度以及它们的质量、半径和冷却年龄等）。另外，我们根据红外超发现了1颗带有行星残骸盘的年轻白矮星SDSS1344，并给出了白矮星及其盘的物理参数，间接证明了行星系统能从其寄主恒星的演化晚期中幸存下来。我们利用双星演化理论解释了球状星团中的恒星的金属丰度异常以及多星族等主要观测特性，我们发现这些观测特性主要是由具有公共包层的相接双并合后产生的快速自转单星不同于正常演化的单星所致。同时，我们利用双星的相互作用解释了球状星团中的蓝离散星的双序的起源，我们发现它们可能包含不同的伴星天体。最后，我们研究了克尔黑洞周围的无力磁球方程，并应用到了迈斯纳效应的研究之中。这些研究结果对双星的公共包层以及致密天体的研究具有重要意义。