新疆天文台通过与北京大学科维理天文与天体物理研究所合作,参与了“研究恒星形成理论和年轻恒星的年龄测定”工作。2016年1 月21日至25日,我台光学天文与技术应用研究室科技人员利用南山观测站1米光学望远镜,针对主观测目标金牛座两个特色天体GI Tau 和 GK Tau进行观测研究,获取重要观测数据,从而证实了 GI Tau 的周期性光变以及短时间内的光度变化模式,这对课题研究具有重要作用。
观测采用慢读出模式,曝光时间根据不同波段和目标星的高度动态调节,保证目标星读数在30000左右。我们对图像截幅读出,尺寸为600x600和1000x1000,实际分析中测光误差可控制在 0.05 星等以下,目标星在CCD 上的 FWHM 测得的平均seeing 约1.5角秒。
研究发现主观测源均存在超过 0.5 星等的亮度变化。通过与智利TST(Thailand Southern Telescope at Cerro Tololo )和台湾 LOT(鹿林天文台1m望远镜)合作观测,我台观测数据更好地描绘了这两颗星的光变特征。(具体光变曲线如图 1 和图 2 所示)
图1目标源GI Tau经过参考星校准后的5天光变曲线,从上到下四种颜色分别对应IRVB四个滤光片的结果
图2 目标源GI Tau和GK Tau在I波段结果与国际其他联测望远镜结果的对比,黑色XAO表示新疆天文台南山1米的数据,红色和绿色分别表示泰国南方天文台(智利)1米望远镜和台湾鹿林天文台1米望远镜的数据
科研人员通过对 GI Tau 恒星表面颜色变化的分析,发现这颗年轻恒星同时存在着多种光变模式。第一种模式为I波段检测到的周期性光变,其光变周期为7天,这种模式十分稳定,与恒星表面的吸积亮斑随着自转有关,与1980年发现的此恒星自转周期相类似。第二种模式为很强烈的B波段超出,这种恒星的颜色变化可能来自于恒星与周围物质作用带来的吸积率的变化。第三种模式为偶发的,多波段同时变暗的光变模式。这种模式带来的光变往往大于1个星等。此种光变在本观测季并没有显现出明显的周期性特征和颜色依赖性。从而推测这种光变来自于恒星盘内的消光效应。
图3 目标源GI Tau在I波段相位图,其中彩色部分表示南山1米镜在光学时域实测网中的贡献
科研人员从这次观测获得三点重要信息:一是在长周期上,恒星的颜色有变蓝的趋势,这有可能是恒星磁场变化引发的吸积率变强导致;二是在短周期上,在I波段有明显的周期性光变,这与恒星表面温度分布有关;三是在中等尺度上,恒星的颜色变化与其吸积率的瞬间变化有关。通过颜色星等图,科研人员大致确定这颗恒星的年龄在1-2Myr之内,但它的SpT或者质量并不能确定。
观测研究指出了年轻恒星存在的颜色和亮度变化区间,研究人员将进一步加深和细化这项工作。