短周期双致密星的搜寻与研究

Short-period double compact binaries are the important gravitational wave sources and some double white dwarfs in them are the progenitors of SN Ia. Therefore, the searchi and study of such binaries have been a important research subject in astrophysics. In addition, the CE phase is still a major difficulty in the theory of binary evolution, however short-period double compact binaries are the direct products of CE evolution of the binaries and are the ideal objects used to limit the output results of CE phase. But the number of short-peroid double compact binaries with precise physical parameters is very small. By using of the radial-velocity method, this project want to find more the a thousand of candiadates of double compact binaries with a short period from more than 40000 white dwarfs，then observed their bright sources spectroscopically or photometrically (only for objects with a large amplitude of radial velocity change) to determine their physical parameters and orbital parameters precisely. We can find the short-period gravitational wave sources and the progenitors of SN Ia based on these parameters. At last, we use them as test platform to limit the output results of CE phase of binaries. These researches are important for promoting the studies in binary evolution theory, gravitaional wave astronomy and the progenitors of SN Ia.

短周期双致密星是重要的引力波源，并且其中的一些双白矮星还是Ia型超新星的潜在前身星。所以，这类双星的搜寻与研究已成为天体物理的一个重要研究课题。另外，公共包层演化阶段还是双星演化理论的一大难题，而短周期双致密星是双星公共包层演化的直接产物，因而成为限制公共包层演化阶段的输出结果的理想目标天体。但是，目前已获得精确物理参数的短周期双致密星的数量还非常少。该申请项目希望利用视向速度法从LAMOST和SDSS巡天发现的4万多颗白矮星中找出一千多颗双致密星候选体。然后利用2.4米和2.16米望远镜对其中的亮源进行分光和测光观测（仅对视向速度变幅大的系统），以便精确确定它们物理和轨道参数。根据这些参数找出短周期的引力波源和Ia型超新星的前身星。最后，利用它们作为测试平台限制好公共包层演化的输出结果。这些研究对促进双星演化理论、引力波天文学以及Ia型超新星前身星的研究都有重要意义。

短周期双致密星是Ia-型超新星的一类前身天体，也是重要的引力波源。我们已借助各种测光巡天数据发现了一些存在微小光变的白矮星样本，它们可能是短周期的双白矮星，有待后期的精确观测确认。其次，我们对2颗具有公共包层的相接双星(AR Boo和AV Pup)进行了详细的测光观测研究，获得了它们的精确测光参数，并系统分析它们轨道周期变化；同时，我们还详细分析了三颗分离双星的LAMOST的中分辨光谱，获得了它们的视向速度曲线，然后分析了它们的视向速度曲线和光变曲线，获得了它们的准确基本物理参数，并研究了它们的演化状态。另外，我们利用恒星演化程序研究了相接双星和蓝离散星的形成。我们的研究发现：（1）具有公共包层的相接双星应该来源于分离双星演化，它们可能经历了不同时标的演化年龄才形成的。（2）双星的相互作用可以产生蓝离散星的双序，处于不同序的蓝离散星可能包含不同的伴星天体。最后，我们详细研究了双星的物质转移对未演化恒星的表面金属丰度异常的影响。我们的研究发现双星演化过程的物质转移可以产生较小质量的吸积星的表面金属丰度异常。这些研究成果对限制双星的公共包层演化过程有重要意义。