本文通过结合新旧高分辨率观测对主序前高阶多重系统 GG Tau Ab 和 UX Tau B 进行开普勒轨道拟合,首次获得约束良好的完整轨道解和动力学质量,并揭示两系统轨道偏心率的显著差异及其对星周物质和长期稳定性的影响。
摘要:
高阶多重(三合及以上)系统相对常见。它们与星周及环双星物质的相互作用可能对行星系统的形成和演化产生重大影响,且这种影响取决于其轨道性质。GG Tau 和 UX Tau 是两个主序前高阶多重系统,其中最紧密的双星对的投影间距约为 5–20 au。精确刻画它们的轨道对于确定其长期稳定性、预测星周物质的动力学与演化、以及评估此类系统中行星形成的潜力至关重要。我们将已有的天体测量数据与此前未发表的 GG Tau Ab 和 UX Tau B 双星对高分辨率观测相结合,进行开普勒轨道拟合。对于 GG Tau Ab,本文所呈现的数据首次探测到其轨道运动。对于这两个系统,这些数据使轨道覆盖率大幅提升(UX Tau B 和 GG Tau Ab 分别约为 ≳60% 和 ≈100%,对应轨道周期分别约为 32 年和 8 年),使我们能够获得约束良好的轨道拟合,包括随机和系统不确定度分别 ≲10% 和 ≲7% 的动力学质量。我们发现 GG Tau A 和 UX Tau A–B 很可能形成稳定的等级式系统,尽管 GG Tau 的一个可能的去投影解存在强烈的不共面性,并可能经历 von Zeipel-Lidov-Kozai 振荡。我们进一步发现 UX Tau B 的轨道比 GG Tau Ab 的轨道偏心得多,这可能解释了前者缺乏星周物质的原因。新确定的轨道重新提出了这两个等级式系统中气体和尘埃动力学命运的问题,并应推动新的专门数值模拟,以评估这些系统的长期演化及其所包含的密近双星施加的动力学扰动。
英文摘要:
High-order multiple (triple and beyond) systems are relatively common. Their interaction with circumstellar and circumbinary material can have a large impact on the formation and evolution of planetary systems and depends on their orbital properties. GG\,Tau and UX\,Tau are two pre-main sequence high-order multiple systems in which the tightest pair has a projected separation of $\approx5$--20\,au. Characterizing precisely their orbits is crucial to establish their long-term stability, to predict the dynamics and evolution of circumstellar matter, and to evaluate the potential for planet formation in such systems. We combine existing astrometric measurements with previously unpublished high-resolution observations of the GG\,Tau\,Ab and UX\,Tau\,B pairs and perform Keplerian orbital fits. For GG\,Tau\,Ab the data presented here represent the first detection of orbital motion. For both systems they yield dramatic increases in orbital coverage ($\gtrsim60\%$ and $\approx100\%$ for UX\,Tau\,B and GG\,Tau\,Ab, for orbital periods of $\approx32$ and $\approx8$\,yr, respectively) and allow us to obtain well-constrained orbital fits, including dynamical masses with $\lesssim10\%$ and $\lesssim7\%$ random and systematic uncertainties. We find that both GG\,Tau\,A and UX\,Tau\,A--B likely form stable hierarchical systems, although one possible deprojection solution for GG\,Tau is strongly misaligned and could experience von Zeipel-Lidov-Kozai oscillations. We further find that the UX\,Tau\,B orbit is much more eccentric than the GG\,Tau\,Ab one, possibly explaining the lack of circumstellar material in the former. The newly-determined orbits revive the question of the dynamical fate of gas and dust in these two hierarchical systems and should spur new dedicated simulations to assess the long-term evolution of the systems and the dynamical perturbations imposed by the close binaries they host.
Orbital Motion, Variability, and Masses in the T Tauri Triple System
我们介绍了2015-2019年在凯克和双子座天文台获得的金牛座T三重系统的自适应光学成像结果。我们拟合了T Tau Sb相对于Sa的轨道运动,并模拟了它们的质心相对于T Tau N的天体测量运动。利用Gaia测得的距离,我们导出了MSa = 2.05 +/- 0.14 Msun和MSb = 0.43 +/- 0.06 Msun的动力学质量。随着持续观测,绘制整个轨道周期的运动,预计质量的精确度将得到提高;这一点特别重要,因为该系统将于2023年接近近星点。根据已发表的性质和最近的进化轨迹,我们估计T Tau N的质量约为2 Msun,这表明T Tau N的质量与T Tau Sa相似。窄带红外测光显示,T Tau N在2017年底至2019年初之间保持相对恒定,平均值为K = 5.54 +/- 0.07 mag。自2015年以来,使用T Tau N校准相对通量测量,我们发现T Tau Sa在几个月的时间尺度内在K波段的7.0至8.8 mag之间变化剧烈,而T Tau Sb在K波段从8.5等稳定地衰减到11.1等。在T Tau S双星27年的轨道周期中,两个组成部分在K波段相对于T Tau N都显示出3-4个量级的变化。
The Periastron Passage of T Tauri South B as Viewed by ALMA: Millimeter Flux Variations and Dust Heating Triggered by Orbital Motion
Space Telescope Science Insitute(太空望远镜科学研究所);Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Université de Bordeaux, CNRS(波尔多大学天体物理学实验室,法国国家科学研究中心);The CHARA Array of Georgia State University(佐治亚州立大学CHARA阵列);The Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM)(毫米射电天文研究所)
Triple trouble for XZ Tau: deep imaging with the Jansky Very Large Array
我们提出了新的观测XZ Tau系统的高角分辨率(55毫角秒)与卡尔G。在2004年用VLA对XZ Tau进行的观测似乎显示了一个三重系统,XZ Tau A被分解为两个源,XZ Tau A和XZ Tau C。XZ Tau A和C的角距(0.09角秒)表明,预计轨道间隔约为13天文单位,可能的轨道周期约为40年。我们的观测是在大约8年后获得的,是这个假定轨道周期的五分之一,因此应该允许我们限制XZ Tau C的轨道,并评估最近一次近星点通过C与XZ Tau A的扩展光学流出相吻合的可能性。尽管与以前的观察结果相比,灵敏度和分辨率有所提高,但我们在数据中没有发现XZ Tau C的证据。探测到的成分A和B的信噪比大于10;它们的轨道与以前的研究一致,尽管XZ Tau A的发射似乎较弱。有三种可能的解释:要么XZ Tau C是凌日XZ Tau A,这与近星通过假说大致一致,要么2004年看到的发射是一个瞬态,或者XZ Tau C不存在。第四种解释是,XZ Tau C是从系统中被抛出的,但由于XZ Tau A和XZ Tau B的轨道缺乏角动量重新分布而被驳回。我们的观测不足以区分其余的可能性,至少在足够晚的时间获得进一步的VLA观测之前是这样。进一步的未检测将允许我们拒绝凌日假说,以及XZ Tau C作为XZ Tau A流出物的代理的近星点通道。
Orbits in the T Tauri triple system observed with SPHERE
我们提出了新的天体测量的组成部分在金牛座T系统,并得出新的轨道和质量。金牛座T是在VLT的新极端自适应光学设施SPHERE的科学验证时间内观测到的。我们将新位置与重新校准的NCO测量值和文献数据相结合。模型拟合的轨道T Tau Sa和Sb围绕对方和周围T Tau N产生轨道根数和个别质量的恒星Sa和Sb。我们的新轨道T Tau Sa/Sb是在很好的协议与其他最近的结果,这表明,足够的轨道已被观察到一个可靠的拟合。T Tau S的总质量为2.65+/-0.11 Msun。M_Sb:M_Sa的质量比为0.25+/-0.03,其产生M_Sa = 2.12+/-0.10 Msun和M_Sb = 0.53+/-0.06 Msun的单个质量。如果我们目前对轨道运动的了解被用来计算金牛座T系统中南方射电源的位置,那么我们没有发现任何证据表明它的路径发生了巨大的变化。
An Asymmetric Eclipse Seen Towards the Pre-Main Sequence Binary System V928 Tau
K2观测的弱线金牛座T双星V928 Tau A+B显示了一个单一的,不对称的食的检测,这可能是由于以前未知的亚恒星伴星食的一个组成部分,轨道周期$>$ 66天。在大约9小时的间隔内,双星的一个组成部分会变暗大约60%,大约5小时后恢复正常亮度。从日食形状的模型中,我们发现证据表明,食伴可能被一个圆盘或巨大的环系统所包围。模型化的盘具有$0.9923\,\pm\,0.0005\,R_*$的半径、$56.78\,\pm\, 0.03^\circ$的倾角、$41.22\,\pm\,0.05^\circ$的倾斜度、$-0.2506\,\pm\,0.0002\,R_*$的碰撞参量和1.00的不透明度。掩星盘也必须以$6.637\,\pm\,0.002\,R_*\,\mathrm{day}^{-1}$的横向速度运动,这取决于它是围绕V928 Tau A还是B运行,大约相当于73.53或69.26 $\mathrm{km s}^{-1}$。对地面档案数据的搜索揭示了额外的变暗事件,其中一些表明了周期性,但没有明确的周期与K2观测到的日食相关。我们提出了一个新的时代的天体测量,这是用来进一步完善的轨道的二,提出了一个新的下限为67年,和限制可能的轨道周期的食伴。该双星与较低质量的CFHT-BD-Tau 7也相隔18”($\sim$ 2250 au),后者可能与V928 Tau A+B有关。我们还提…
上下文金牛座T是一个典型的低质量年轻恒星天体,它是一个研究得很好的多重系统,至少有三个组成部分。目的。我们的目标是以最高的空间分辨率探索T Tau系统,研究已知成分的时间演化,并重新确定恒星的轨道参数。方法.近红外经典成像和积分场摄谱仪观测是在对VLT新的高对比度成像设施SPHERE进行科学验证期间获得的。所获得的主星的半高宽在0.050”和0.059”之间变化,使得这些是迄今为止获得的金牛座T系统的最高空间分辨率的近红外图像。结果我们的近红外图像证实了文献中报道的T Tau Sa南部存在扩展发射。新的窄带图像首次表明,这一特征在Br-γ和H2 1-0 S(1)线中都显示出强发射。2.27 μm的宽带成像显示T Tau Sa比T Tau Sb亮0.92等,这与2014年1月的观测结果(当时T Tau Sa比Sb暗)形成对比,并表明T Tau Sa已经进入了一个高变化的新时期。新获得的T Tau Sa和Sb的天体测量位置与以前工作的轨道拟合一致。T Tau S(Sa和Sb的重心)围绕T Tau N的轨道受现有观测的约束很小,可以用一系列轨道拟合,从周期为475年的近圆形轨道到周期高达2.7*10^4年的高偏心轨道。我们还在T Tau N以南的$144 \pm 3$ mas处发现了一个特征,这表明了一个新伴星的性质。
Hunting for millimeter flares from magnetic reconnection in pre-main sequence spectroscopic binaries
最近对低质量主序前偏心光谱双星DQ Tau和V773 Tau A的观测表明,它们的毫米光谱偶尔会被来自非热发射过程的耀斑所主导。瞬时活动被认为是同步加速的性质,由强大的磁重联事件引起,当双星组件的单独磁性结构能够相互作用并被迫重组时,通常在近星点附近。我们进行了第一次系统的研究,毫米的变化对样本的12 PMS光谱双星的目的是表征扩散的耀斑之间的来源可能会遇到类似的interbination事件。源样本包括短周期,近距离的双星,拥有一个高的轨道偏心率或圆形轨道。利用IRAM 30米望远镜上的MAMBO 2阵列,我们在1.25毫米处进行了连续4夜的监测,在此期间,所有的高偏心率双星接近近星点。我们还获得了同步光学VRI测量,因为恒星重联事件和光学增亮之间经常观察到强烈的联系。UZ Tau E是唯一一个在毫米波长下被探测到的光源:它表现出显著的变化;它也是唯一一个同时发生强烈光学变化的光源。这颗双星在目前的样本中拥有最大的轨道偏心率,这是恒星间磁相互作用事件的一个预测因素。由于轨道参数和可变吸积活动与DQ Tau相似,UZ Tau E的毫米行为与DQ Tau碰撞磁层模型有许多相似之处。然而,仅根据我们的观测,我们无法确定这种变化是否是重复性的,或者它是否也可能是由于电离风中的可变自由-自由发射。
Configuration of the $ξ$ Tau system constrained by multi-technique observations
Charles University(查理大学);High Point University(海高点大学);University of Zagreb(萨格勒布大学);Observatoire de Paris(巴黎天文台);Université PSL(巴黎文理研究大学);Sorbonne Université(索邦大学);Université Paris Cité(巴黎西岱大学);CY Cergy Paris Université(塞吉-蓬图瓦兹巴黎大学);Technical University of Denmark(丹麦技术大学);Universität Graz(格拉茨大学);Universität Wien(维也纳大学);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学)