近日，中国科学院云南天文台双星与变星研究团组焦承亮副研究员和赵二刚助理研究员等人在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上发表论文，揭示了双周期变星（double-periodic variables, DPVs）中观测到的长周期光变可能起源于伴星潮汐力矩驱动的倾斜吸积盘交点进动（nodal precession）。该成果为这类系统的长周期光变提供了定量解释框架，有望成为理解此类天体光变现象的重要新机制。

双周期变星是一类半分离相互作用双星系统，具有两个显著不同的光变周期：短周期对应轨道运动，长周期（P_long）通常约为轨道周期（P_orb）的33倍。该类天体最早在麦哲伦云巡天中被发现，随后在银河系中也被大量观测到。目前已确认的样本数量超过200个，但其长周期光变的物理起源长期未获定论。此前研究多将长周期光变归因于质量转移率的周期性变化或一系列吸积相关过程的变化，包括供体星磁活动、吸积盘结构演化、星风等间歇性质量损失、以及星周或双星周物质的变化，但整体上仍缺乏一个统一且可检验 的定量理论框架。

在本研究中，研究团队构建了一个简洁的解析模型，基于倾斜吸积盘在伴星潮汐力矩作用下发生的交点进动，推导出一系列可检验的关系式，将观测到的长短周期比与双星质量比、归一化盘半径以及盘倾角直接联系起来。其中，盘倾角可由长周期振幅、轨道倾角以及吸积盘对总光度的贡献比例独立推断。该模型通过吸积盘的几何投影效应，自然再现了DPV观测到的两类长周期光变形态：正弦型（当双星轨道倾角i和盘倾角β之和满足i+β≤90°）和双峰型（当i+β＞90°）。

研究团队将模型应用于13个具有质量比、轨道周期和长周期测量的DPV样本，发现推断的盘尺寸物理合理，多数位于潮汐截断半径以内。与独立光变曲线建模得到的盘半径对比显示，在相当数量的系统中两者在观测不确定范围内一致。特别地，对HD 170582的详细分析表明：推断得到的盘倾角为3.7°±0.4°，处于合理范围内；模型预测的盘半径与前人精确光变建模结果在1σ内吻合；该源i+β=71.1°±0.8°＜90°，与其观测到的正弦型长周期光变特征相符合。该系统同时满足长周期振幅、周期比、盘尺寸及动力学刚性约束，为模型提供了严格的自洽检验。这些结果表明，伴星潮汐力驱动的吸积盘交点进动是双周期变星长周期光变的一个可行且重要的物理机制。本研究不仅为理解相互作用双星系统中吸积盘的动力学行为提供了新的视角，也为未来的观测检验和理论发展提供了清晰的定量框架。

研究得到中国科学院全球共性挑战专项、云南省建设面向南亚东南亚科技创新中心专项、云南省基金重点项目和云南省兴滇人才支持计划的资助。

图1： 13个DPV样本的模型预测盘半径随质量比q的变化。虚线代表取P_long/P_orb=33和cosβ=1时的理论预测，点线代表潮汐截断半径。

论文链接