Die Bildung und Entwicklung massiver Doppelsterne könnte in Milchstraßen- und Andromeda-Galaxien denselben Mechanismus haben

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Qian Shengbang und Ph.D. Der Student Li Fuxing von den Yunnan-Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat herausgefunden, dass die Bildung und Entwicklung der massiven Doppelsterne in der Milchstraße und der Andromeda-Galaxie (M31) möglicherweise denselben Mechanismus haben.

Ihre Ergebnisse wurden in veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society und Das Astrophysikalische Journal.

Massive Doppelsterne enthalten mindestens einen Stern vom frühen Typ, dessen Spektraltyp O, B-Typ ist. Diese Binärdateien haben hochenergetische Strahlung wie Röntgenstrahlen und können Neutronensterne oder Schwarze Löcher erzeugen. Die Vorläufer dieser halbabgelösten Doppelsterne sind die freistehenden Doppelsterne, bei denen sich die ursprünglichen, massiveren Komponenten schneller entwickeln und zuerst ihre kritischen Roche-Lappen füllen und dann mit der Fall-A-Evolution Masse auf ihre Begleiter übertragen.

Dabei wird die Umlaufzeit des Systems verkürzt und das Massenverhältnis erhöht. Wenn sich das System in den kritischen Zustand entwickelt, in dem das Massenverhältnis gleich eins ist (Zwillingsbinärdateien), hat diese Binärdatei die kürzeste Umlaufzeit. Dann wird sich das Massenverhältnis des Binärsystems nach dieser speziellen Phase mit einem Massentransfer von der weniger massiven Komponente zur massereicheren Komponente umkehren.

In der Studie veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Societyuntersuchten die Forscher das Evolutionsstadium von V375 Cassiopeia (V375 Cas), einer massiven Binärdatei, die zwei Komponenten vom B-Typ enthält.

Sie analysierten die Lichtkurven von V375 Cas und stellten fest, dass V375 Cas einem Late-Case-A-Massentransfer von der weniger massiven Komponente zur massereicheren Komponente unterzogen werden sollte.

Unterdessen haben diese massiven, halb freistehenden Binärdateien laut Statistik einen dritten Körper mit unterschiedlichen Perioden. Aus dem HR-Diagramm sind die Komponenten der massereichen Doppelsterne fast die Hauptreihensterne, und das Evolutionsalter der sekundären Komponente ist größer als das der primären für V375 Cas. „V375 Cas ist ein hierarchisches Dreifachsystem, in dem ein massereicher Hauptreihenstern einen massereichen Doppelstern mit Massentransfer begleitet, der auf der Schätzung des dritten Lichts basiert“, sagte Li.

Die Forscher entdeckten in M31 auch zwei massive enge Binärdateien mit Zwillingskomponenten. M31 ist die der Milchstraße am nächsten gelegene Spiralgalaxie und die größte Galaxie in der Lokalen Gruppe, und ihre Struktur und Metallizität ist der Milchstraße sehr ähnlich.

Die photometrischen Lösungen werden mit der WD-Methode von 437 verdunkelnden Doppelsternen durchgeführt, und es wurden zwei Zwillingsdoppelsterne gefunden. Ein System ist ein Kontaktbinärsystem mit einem Massenverhältnis von 0,974, und das andere System ist ein Doppelsystem mit Doppelkontakt und einem Massenverhältnis von 0,924. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die massiven Zwillingsbinärdateien in M31 selten sind.

Basierend auf der Untersuchung der Umlaufzeitänderungen durch die OC-Diagramme und Konfigurationen von Doppelsternen fanden die Forscher heraus, dass sich diese beiden massiven Zwillingsdoppelsterne in unterschiedlichen Evolutionsstadien mit ähnlichen Massenverhältnissen (nahe bei Eins) befinden. Das Zwillingskontakt-Binärsystem steht kurz vor dem Eintritt in das kritische Evolutionsstadium der kürzesten Periode mit schnellem Stoffaustausch. Die halb freistehende Doppelsterne haben diese Evolutionsstufe durchlaufen und können während der Umlaufbahn-Abnahmephase mit Fall-A-Massentransfer keinen Kontakt-Doppelstern bilden.

Diese Ergebnisse wurden in veröffentlicht Das Astrophysikalische Journal.

Diese beiden Arbeiten weisen darauf hin, dass die Evolution massereicher Doppelsterne in der Milchstraße und M31 gleichermaßen möglich ist, und diese Doppelsterne in einem besonderen Stadium ein ideales Testfeld für evolutionäre Modelle massereicher Doppelsterne bilden.