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A quantitative in-depth analysis of the prototype sdB+BD system SDSS J08205+0008 revisited in the Gaia era
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-11-25 , DOI: 10.1093/mnras/staa3661
V Schaffenroth 1 , S L Casewell 2 , D Schneider 3 , D Kilkenny 4 , S Geier 1 , U Heber 3 , A Irrgang 3 , N Przybilla 5 , T R Marsh 6 , S P Littlefair 7 , V S Dhillon 7, 8
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Subdwarf B stars are core-helium burning stars located on the extreme horizontal branch. Extensive mass loss on the red giant branch is necessary to form them. It has been proposed that substellar companions could lead to the required mass-loss when they are engulfed in the envelope of the red giant star. J08205+0008 was the first example of a hot subdwarf star with a close, substellar companion candidate to be found. Here we perform an in-depth re-analysis of this important system with much higher quality data allowing additional analysis methods. From the higher resolution spectra obtained with ESO-VLT/XSHOOTER we derive the chemical abundances of the hot subdwarf as well as its rotational velocity. Using the { it Gaia} parallax and a fit to the spectral energy distribution in the secondary eclipse, tight constraints to the radius of the hot subdwarf are derived. From a long-term photometric campaign we detected a significant period decrease of $-3.2(8)\cdot 10^{-12} \,\rm dd^{-1}$. This can be explained by the non-synchronised hot subdwarf star being spun up by tidal interactions forcing it to become synchronised. From the rate of period decrease we could derive the synchronisation timescale to be 4 Myr, much smaller than the lifetime on EHB. By combining all different methods we could constrain the hot subdwarf to a mass of $0.39-0.50\,\rm M_\odot$ and a radius of $R_{\rm sdB}=0.194\pm0.008\,\rm R_\odot$, and the companion to $0.061-0.071\rm\,M_\odot$ with a radius of $R_{\rm comp}=0.092 \pm 0.005\,\rm R_\odot$, below the hydrogen burning limit. We therefore confirm that the companion is most likely a massive brown dwarf.

中文翻译:

盖亚时代重访原型sdB+BD系统SDSS J08205+0008的定量深度解析

亚矮 B 星是位于极端水平分支上的核氦燃烧星。红巨星分支的大量质量损失是形成它们所必需的。有人提出,当亚星伴星被红巨星的包层吞没时,它们可能会导致所需的质量损失。J08205+0008 是第一个被发现的热亚矮星的例子,它有一个靠近的亚恒星伴星候选者。在这里,我们使用更高质量的数据对这个重要系统进行了深入的重新分析,允许使用其他分析方法。从使用 ESO-VLT/XSHOOTER 获得的更高分辨率光谱,我们推导出热亚矮星的化学丰度及其旋转速度。使用 { it Gaia} 视差和二次日食中光谱能量分布的拟合,推导出了对热亚矮星半径的严格约束。从长期光度测量活动中,我们检测到 $-3.2(8)\cdot 10^{-12} \,\rm dd^{-1}$ 的显着下降。这可以解释为非同步的热亚矮星被潮汐相互作用旋转,迫使它同步。根据周期减少率,我们可以得出同步时间尺度为 4 Myr,远小于 EHB 上的生命周期。通过结合所有不同的方法,我们可以将热亚矮星的质量限制在 $0.39-0.50\,\rm M_\odot$ 和 $R_{\rm sdB}=0.194\pm0.008\,\rm R_\odot$ 的半径$,以及 $0.061-0.071\rm\,M_\odot$ 的伴生,半径为 $R_{\rm comp}=0.092 \pm 0.005\,\rm R_\odot$,低于氢气燃烧极限。因此,我们确认伴星很可能是一颗巨大的褐矮星。从长期光度测量活动中,我们检测到 $-3.2(8)\cdot 10^{-12} \,\rm dd^{-1}$ 的显着下降。这可以解释为非同步的热亚矮星被潮汐相互作用旋转,迫使它同步。根据周期减少率,我们可以得出同步时间尺度为 4 Myr,远小于 EHB 上的生命周期。通过结合所有不同的方法,我们可以将热亚矮星的质量限制在 $0.39-0.50\,\rm M_\odot$ 和 $R_{\rm sdB}=0.194\pm0.008\,\rm R_\odot$ 的半径$,以及 $0.061-0.071\rm\,M_\odot$ 的伴生,半径为 $R_{\rm comp}=0.092 \pm 0.005\,\rm R_\odot$,低于氢气燃烧极限。因此,我们确认伴星很可能是一颗巨大的褐矮星。从长期光度测量活动中,我们检测到 $-3.2(8)\cdot 10^{-12} \,\rm dd^{-1}$ 的显着下降。这可以解释为非同步的热亚矮星被潮汐相互作用旋转,迫使它同步。根据周期减少率,我们可以得出同步时间尺度为 4 Myr,远小于 EHB 上的生命周期。通过结合所有不同的方法,我们可以将热亚矮星的质量限制在 $0.39-0.50\,\rm M_\odot$ 和 $R_{\rm sdB}=0.194\pm0.008\,\rm R_\odot$ 的半径$,以及 $0.061-0.071\rm\,M_\odot$ 的伴生,半径为 $R_{\rm comp}=0.092 \pm 0.005\,\rm R_\odot$,低于氢气燃烧极限。因此,我们确认伴星很可能是一颗巨大的褐矮星。
更新日期:2020-11-25
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