基于SONG/50BiN观测网络的脉动食双星星震学研究

Pulsating, eclipsing binaries are of peculiar interest for the study of stellar structure and evolution. Since the binarity of these stars provides the possibility to precisely determine their physical parameters (mass, radius, etc.) which enables one to definitely identify the pulsation modes and to compare with theoretical models detailedly. It will offer new and strict constraints for the theories. On the other hand, asteroseismology study of the stellar oscillations can provide more information about the stellar interior structure and help us to understand the influences of tidal forces and mass transfer among the interacting binary component. This project plans to perform systematic studies on the oEA-type pulsating binaries (a group of Algol binaries consisting of delta Scuti -type components) and related stars based on the SONG/50BiN observation network. A search for pulsating, eclipsing binaries in open clusters by times-series CCD survey will be carried out. High precision spectroscopic and photometric observations of 6-8 selected samples will then be performed so as to determine their physical parameters and identify the intrinsic oscillations in detail. Based on these results, we shall study the group properties of oEA-type variables and explore the mode identification method using binarity. We shall further investigate the correlation between the orbital rotation of the binary systems and their intrinsic oscillations, and study the effects of mass transfer and tidal interaction on the oscillation nature, the structure and evolution of the components among the pulsating binaries.

脉动食双星的研究近年来已成为恒星物理领域中的一个新的热点。由于掩食双星系统的质量，半径及自转等物理参量可以被精确测定，可以为恒星星震模型提供更严格的约束，而星震学研究揭示出的恒星内部结构信息，又可为双星演化模型提供依据和检验，脉动双星的深入研究对恒星结构演化以及脉动理论都具有重要意义。本项目将依托SONG/50BiN观测网络对oEA及相关的脉动食双星开展系统观测研究。计划在疏散星团中开展大规模的脉动食双星搜寻观测，根据所得结果选择一批有代表性的脉动食双星进行综合测光和分光观测，得到高精度的视向速度和长时域多色光变曲线，精确确定其质量，半径物理参数及内禀脉动模式，通过星震模型构建探讨其内部结构及演化特征。以此为基础系统研究脉动双星的整体观测特性，寻求利用成双性进行脉动模式证认的有效方法，探究双星轨道运动以及子星间相互作用对内部结构，演化以及脉动激发与调制的影响及作用机理。

脉动食双星的研究近年来已成为恒星物理领域中的一个新的热点。由于掩食双星系统的质量，半径及自转等物理参量可以被精确测定，可以为恒星星震模型提供更严格的约束，而星震学研究揭示出的恒星内部结构信息，又可为双星演化模型提供依据和检验，脉动双星的深入研究对恒星结构演化以及脉动理论都具有重要意义。本项目中，我们利用50BiN等国内外中小口径望远镜以及Kepler、LAMOST大数据，对oEA及相关的脉动食双星开展系统观测研究。我们总共发现了30多个包含多种类型脉动的新的脉动食双星系统。对一批有特定研究意义的脉动食双星系统进行了综合测光和分光研究，测定了双星系统的质量、半径等物理参数，提取出主要脉动特征参数，对部分双星系统进行了较深入的星震学分析，探讨其结构和演化特征。我们还对一类含有delta Scuti型脉动的双星系统进行了大样本统计分析，并与单星的delta Scuti型脉动对比，发现双星系统中的脉动常数系统性偏低约0.01天，表明其脉动模式处于更高阶态，这可能源于子星间潮汐或质量交流的影响。此项研究中，我们结合双星动力学原理与恒星震动基本特性，首次从理论上证明了oEA系统中脉动——轨道周期的相关性，阐释了脉动/轨道周期比的物理意义并发现它可作为双星脉动模式证认的基本判据。