原始研究的文章

前面。阿斯特朗。空间科学。,18 May 2023
秒。基本天文学
卷10 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fspas.2023.1152894

中国安防的能力来确定轨道SB1s的解决方案

小丽王 ¹*

方夏 ² www.雷竞技rebatfrontiersin.org

傅举行²

陈月^2、3

¹齐鲁师范大学物理与电子工程学院,济南,中国
²紫金山天文台、中国科学院、南京,中国
³天文学和空间科学学院中国科学技术大学,合肥,中国

单行的光谱的二进制文件(SB1s)是由两个组件与大质量和物理性质的差异。大量的轨道和物理参数的二进制系统未知由于缺乏必要的观察。与SB2s相比,SB1s恒星演化模型可以提供更严格的限制在一个单一的年龄。此外,SB1s的微弱组件可能是紧凑的天体,比如黑洞或中子星,因此有趣的来确定它们的质量和物理性质。中国安防提供了一个极好的机会学习SB1s尤其是附近,因为它可以探测milliarcsecond星象摆动的水平。这意味着如果可见的运动组件可以被探测到,完整的运动SB1s可以确定。本文旨在分析中国安防的能力提高轨道解附近SB1s基于可用的数据通过添加模拟中国安防不同观测时间的数据。二进制文件确定的轨道方案non-single-star轨道模型来源兼容结合星象+单排列光谱轨道模型作为研究样本的盖亚DR3重现中国安防数据拟合模拟的轨道参数。

1介绍

质量是最重要的参数一个明星在决定其物理状态和演化,唯一可靠的方法来确定该参数是一个二进制的轨道的决心。此外,二进制文件中发挥基础作用星系的恒星种群的进化。特别,两个组件的单行的光谱二进制文件(SB1s)差异大的质量以及物理性质。因此,SB1s的两个组件可以提供进一步的严格约束恒星演化模型相比,双排光谱二进制文件(SB2s)。此外,SB1s脉冲星,棕矮星或行星中学(Kurster et al ., 2008;他et al ., 2011)。因此,重要的是要确定轨道SB1s解决方案和质量的组成部分。

大量的轨道和物理参数SB1s先前未知的和有限的观察。释放Hipparcos数据使得天体测量轨道的决心SB1s实现的一部分。Hipparcos中间天体测量数据(HIAD)和修订HIAD (Esa, 1997;van Leeuwen 2007),许多光谱二进制文件确定的星象轨道(Pourbaix和研究员,2003年;Jancart et al ., 2005;2010年任和傅;2013年任和傅基于SB9(第九光谱二进制轨道的目录),收集发布轨道光谱信息的二进制文件(Pourbaix et al ., 2004)。然后,探讨了中学的物理性质。

欧洲航天局(ESA)的盖亚任务于2013年12月19日,它有一个名义上的5年任务(盖亚合作et al ., 2016)。盖亚DR3于2022年6月13日发布包括轨道要素和趋势参数800000星象,光谱和基于34个月的卫星超过二进制文件操作(Pourbaix et al ., 2022)。最后,大约10⁶光谱的二进制文件(SBs),组件的径向速度曲线和天体测量波动将获得photocenters,分别由两个设备上盖亚,即。径向速度谱仪和天体测量仪器。

中国空间站望远镜(中国安防)2 m和1.1平方度的孔径视场定于在2024年发射,它预计将获得数十亿的恒星的位置和光度学10年。中国安防涵盖了一个大的天空区域(17500度²)和宽波长范围(从NUV NIR) (詹,2011;曹et al ., 2018;詹和泰森,2018;龚et al ., 2019)。根据瑞利标准(R= 1.22λ/D),中国安防的角分辨率约0.069弧秒λ= 500海里。它很难解决光谱的两个组件的二进制文件。然而,中国安防可以意识到milliarcsecond (mas)水平位置和轨道的决心。例如,点声源的位置校准精度可以达到1 mas在20 g带调查相机(SC)和多通道成像(MCI),分别为(傅et al ., 2023)。中国安防的深层实地调查覆盖的天空面积400度²,天空区域将观察到的至少8或16倍。的计算观测时间extreme-deep实地调查将由16天,和曝光时间将大于100。SB1s,两个组件有大量大小不同。因此,明显可见的组件的轨道围绕质心的系统可以被探测到。此外,中国安防数据可以用来确定从现有SB1候选人(二进制文件Birko et al ., 2019;钱et al ., 2019;默尔et al ., 2020;田et al ., 2020)。

摘要轨道解二进制文件确定non-single-star轨道模型来源兼容结合星象+单排列光谱选择盖亚DR3的轨道模型,并为研究样本来说明中国安防的能力来确定轨道SB1s的解决方案。这将奠定基础研究SB1s盖亚,中国安防以及其他长期的基线数据。

2 SB1s示例和仿真数据

盖亚DR3第3部分提供了目录基于不同模型的非单一恒星。二进制文件确定的轨道解non-single-star轨道模型来源兼容结合星象+单排列光谱轨道模型作为研究样本的盖亚DR3繁殖轨道元素。在这些系统中,系统的角较轴大于1 mas轨道模拟中国安防选为参考数据,和16805 33467系统满足标准¹。更多信息请参考(盖亚合作,2022年)。角较轴系统和古怪的这些系统的轨道周期的函数所示图1。

图1

图1。前面板:角较轴系统的轨道周期的函数。底板:离心率的函数的轨道周期系统。

的轨道运动可视化组件叠加在适当的运动,可以用下面的方程式表示:

\begin{matrix} x = x_{0} + μ_{x} (t - t_{0}) + (一个 X + F Y), \\ y = y_{0} + μ_{y} (t - t_{0}) + (B X + G Y) 。 \end{matrix} (1)

在哪里x₀,y₀代表对坐标位置的主要来源。μ_x和μ_y代表这些系统的自行改编自tboasb1c。dat文件盖亚DR3第3部分(盖亚协作,2022)。系数A、B, F, G是Thiele-Innes常量:

\begin{matrix} 一个 & = 一个 (因为 ω 因为 Ω - 罪 ω 罪 Ω 因为 我), \\ B & = 一个 (因为 ω 罪 Ω + 罪 ω 因为 Ω 因为 我), \\ F & = 一个 (- 罪 ω 因为 Ω - 因为 ω 罪 Ω 因为 我), \\ G & = 一个 (- 罪 ω 罪 Ω + 因为 ω 因为 Ω 因为 我) 。 \end{matrix} (2)

和

\begin{matrix} X = 因为 E - e, \\ Y = \sqrt{1 - e^{2}} 罪 E 。 \end{matrix} (3)

在哪里一个,我Ω,ω,e,P,T指示的轴photocentric轨道按照主轨道,倾向,升交点的纬度,近星点的论点,偏心,时期,时间近星点的通道。

模拟的位置数据随机分布在10年的调查中国安防1 mas的不确定性。10、20和100数据点在不同观测时间被认为是模拟根据方程式1- - - - - -3。10和20个数据点是用来表示系统中观察到更深的领域,和100年的数据点是用来表示系统中观察到extreme-deep中国安防领域。为简单起见,我们适应中国安防数据模拟,考虑一个,我Ω,调整参数,保持其他参数不变。派生参数的不确定性决定从协方差矩阵。的分布δ_一个/一个,δ_我和δ_Ω通过添加10 20 100个模拟中国安防数据所示图2- - - - - -4。我们假设这些系统的分布参数是按照SB1s能被探测到的中国安防。从统计结果,它只需要10观察数据给大多数系统的轨道初步解决方案。观察数据达到100时,轨道的大多数系统可以确定解决方案。这意味着SB1s在更深的中国安防领域的解决方案可以初步确定,和轨道的解决方案的SB1s extreme-deep字段可以确定。因此,中国安防会贡献很多SB1s提供轨道解决方案。在图5,参考明显轨道和轨道安装明显的盖亚DR3 1008179186883570304中国安防数据以及模拟显示。从图中,我们可以看到明显的轨道安装基本上是符合参考明显轨道拟合模拟中国安防数据。原来的参数一个,我和Ω12.1778 mas,分别113.3809°,34.5774°。中国安防数据,通过拟合模拟参数一个,我马斯和Ω决心为12.31±0.15,114.08±0.77°,34.28±0.30°,分别。

图2

图2。角的分布的相对精度较主要的轴。面板代表拟合的精度10,20,100个模拟中国安防数据从上到下,分别。

图3

图3。倾斜的精度的分布。面板代表拟合的精度10,20,100个模拟中国安防数据从上到下,分别。

图4

图4。的分布δ_Ω。面板代表拟合的精度10,20,100个模拟中国安防数据从上到下,分别。

图5

图5。虚线和实线代表参考明显轨道和轨道安装明显的盖亚DR3 1008179186883570304,分别。黑点代表中国安防数据模拟。

3结论

天空区域将观察到的至少8或16次深入实地调查,将观察到的100倍的中国安防extreme-deep实地调查的10年。中国安防数据拟合的模拟在不同观测时间10年1 mas精度表明,中国安防有能力来确定轨道解SB1s可以检测到,特别是对于系统extreme-deep字段。虽然大多数系统的轨道的解决方案在更深的领域不能确定,可以给出初步解决方案的指导进一步的观察。

中国安防的可观察到的级比17杂志一般不亮,而样本的系统是由中国安防比能被探测到的。因此,下面的工作将集中在收集SB1s和SB1候选人微弱比17 mag深入的实地调查和中国安防extreme-deep实地调查。大规模光谱调查项目作为LAMOST SEGUE Gaia-ESO调查可以发现SB1s微弱比17杂志(Yanny et al ., 2009;Gilmore et al ., 2012;赵et al ., 2012)。盖亚和中国安防数据的时间序列数据一旦被公布在未来,这些系统与天体测量轨道方案将扩大显然适合这些数据以一个非常长的时间基线。

与此同时,各种数据的拟合模型长期基线将开发和优化。目前,大多数SB1s与完整的轨道解决方案轨道周期相对较短。结合目前的数据,盖亚和中国安防数据,大量的天体测量轨道方案SB1s轨道周期较长的将决定。

数据可用性声明

原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。

作者的贡献

XW导致概念、设计研究、撰写初稿准备。YF和外汇导致了方法,验证。所有作者导致修订手稿、阅读和批准提交的版本。

资金

中国的山东省自然科学基金(批准号ZR202102220686),中国国家自然科学基金(批准号11603072,11727806,11727806,12073008),中国载人航天工程的科学研究资助(批准号cms -中国安防- 2021 a12, cms -中国安防- 2021 b10)。

确认

本研究使用SIMBAD天文文献的数据库,在cd、法国斯特拉斯堡。这项工作已经使用的数据来自欧洲航天局(ESA)的使命盖亚(https://www.cosmos.esa.int/gaia),处理的盖亚数据处理和分析联盟(DPAC,https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dpac/consortium)。资金DPAC一直由国家机构提供,特别是机构参与盖亚多边协议。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

脚注

¹盖亚id和轨道参数的16805系统提供补充材料。

引用

Birko D。,Zwitter, T., Grebel, E. K., Parker, Q. A., Kordopatis, G., Bland-Hawthorn, J., et al. (2019). Single-lined spectroscopic binary star candidates from a combination of the rave and gaia dr2 surveys.天文J。158年,155年。1538 - 3881 . doi: 10.3847 / / ab3cc1