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双星轨道拟合可以给出双星系统的运动学参数,这些参数包括:双星质心运动学参数、双星轨道运动参数以及子星质量等参数。一方面这些参数对于建立和维护高密度、高精度实用星表参考架具有重要意义。另一方面这些参数为研究恒星物理、星团和银河系结构等也提供了重要帮助。此外,双星轨道拟合可以用来探测暗弱天体(如系外行星、矮星),寻找黑洞和验证引力辐射。 随着各种观测技术特别是空间天体测量、光干涉位置观测、高分辨光谱观测及精确的波长定标技术的发展,双星各种观测数据的精度不断提高,且数据量越来越大。 然而,目前具备完整轨道解且子星质量精度好于3%(可以用来限制恒星演化模型)的双星系统也仅有百余个,因此需要进一步开展对双星系统的观测和轨道拟合研究。考虑到目前给出双星系统完整轨道几乎都离不开视向速度数据,因此本文将围绕双星视向速度观测开展如下几方面的工作。 一、目前能够给出高精度完整轨道解的系统主要为双谱线分光双星。对绝大多数双谱线分光双星而言,子星的物理性质包括光度和质量等均相似,因此很难在同一演化年龄上约束恒星演化模型。与双谱线分光双星不同的是,单谱线分光双星(SB1)子星的物理性质如质量、光度等则差别较大。但由于伴星相对主星较暗,历史上很难被探测到。随着观测设备的革新和观测技术的发展,现在有必要对历史的单谱线分光双星做进一步的观测,以便更好地约束恒星演化模型。在观测前首先必须对历史的单谱线分光双星做进一步分析,以期提高观测效率。为此,我们利用依巴谷天体测量资料给出了部分单谱线双星系统的光心轨道解,同时分析其子星的性质。在此过程中,我们发展了一种新的轨道拟合方法,即:借助恒星演化模型,拟合HIAD确定自洽的轨道解和初步物理参量的迭代方法。 将此方法应用于2013年Katoh等人给出的37个具有高精度分光轨道的SB1,其中8个系统的轨道解通过了假设检验。我们发现HIP7143与HIP45333两颗子星的星等差相对较小(分别为1.46和3.08),可以通过最新的分光技术分辨出来,最新的观测证实了我们的分析。 由场蓝离散星与白矮星组成的SB1,可以忽略白矮星的光度,认为光心与蓝离散星的位置重合。在本论文中,我们对19个SB1中的场蓝离散星进行了运动学分析。此类系统主要有两种形成机制,即碰撞和质量转移,而伴星质量可以作为区分这两种机制的探针。通过拟合新编HIAD,我们给出了3个系统(HIP39903,55022,59750)的天体测量轨道。基于天体测量轨道和由恒星演化模型给出的蓝离散星质量,可得它们的伴星质量分别为0.43,0.46,0.43 M⊙,从而推断这三个系统的形成机制是质量转移。我们发现这三个系统很好地符合周期-白矮星质量关系,据此关系给出了其它系统的伴星质量并做了统计分析。另外我们还预测了系统HIP43099,64060,64132,72561,74717的天体测量轨道,为进一步的观测提供参考。 二、除基于上述迭代法选出的分光双星,我们还选取了第九分光双星星表中分光轨道精度低及第六目视双星轨道星表中目视轨道精度高而有望得到分光轨道的一些系统共同作为观测样本。自2011年起,我们利用兴隆2.16米望远镜及其终端对近三十个双星系统进行了高分辨率光谱观测并由此给出了主星和部分伴星的视向速度;另外,为了确定站点的视向速度零点,我们还对一批视向速度标准星进行了观测,确定站点相对于视向速度标准星的零点改正为-0.50±0.21 km s-1。 三、拟合包括最新及历史的视向速度数据和天体测量数据在内的所有观测数据,我们给出了47 Oph及HD6840的三维轨道解及基本物理性质并对演化状态进行了分析。在拟合过程中,我们通过分析不同观测数据的残差赋予观测数据合理的权重,并剔除不合理的观测数据。双星系统47 Oph新增的观测数据无论是从精度还是轨道覆盖率上都有很大的进步,很好的补充了历史观测数据覆盖轨道周期不全的问题,从而提高了轨道的精度;HD6840新增的天体测量数据明显提高了天体测量轨道的精度,使得子星的质量精度达到了3%,比改进前质量精度提高了两倍。 最后,对双星的视向速度测量和轨道拟合研究的前景进行了展望,并对今后的工作重点做了规划。