近期，国际著名学术期刊英国《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）发表了华体2018级硕士研究生刘伟在矮新星研究方面的重要进展。该工作发现矮新星天鹅座EM在爆发时的亮度存在快速准周期性振荡，并首次发现这种准周期性振荡严格依赖于双星轨道相位，同时发现该系统存在一个小质量第三天体，是一颗含有激变双星的三星系统。这项研究是在（中国）官方网站支启军教授和中科院云南天文台钱声帮研究员的共同指导下完成的。

矮新星天鹅座EM是由一颗白矮星和一颗红矮星组成的掩食激变双星系统，红矮星上的物质通过双星的内拉格朗日点转移到白矮星，并在白矮星周围形成一个吸积盘。这类天体是研究双星演化和物质交流的天然天体物理实验室。复杂的结构使矮新星展现出复杂多变的光度变化行为，短的只有数十秒，例如准周期性振荡（QPO），振幅只有零点几个星等。长的有几十天到几百天，例如矮新星的爆发行为，振幅可达2-5个星等。这些光度变化一般认为与矮新星的吸积过程有关。因此，对其振荡和爆发等的研究可以帮助我们更好的理解矮新星的爆发和吸积盘理论，而QPO的研究为探索吸积盘的结果和具体活动等提供了窗口。该项工作利用了凌日系外行星巡天卫星（TESS）获取的连续光变曲线，近一个月的连续光变曲线刚好覆盖了一个完整的爆发。同时利用云南天文台凤凰山本部的60厘米望远镜和丽江观测站中泰70厘米望远镜对其进行监测，获得了一批光变曲线和极小时刻。

对光变曲线的分析表明，该系统在爆发的时候吸积盘光度上升，直径变大，掩食变深。在光变曲线中发现了两种不同类型的QPO，一个周期约为500秒，另一个约为1000秒。快速的光度振荡反应了吸积盘上的一些物理过程。其中500秒的QPO仅存在于爆发的过程之中，而1000秒的QPO与爆发没有联系，一直都存在，可能与吸积盘的自旋周期有关。同时发现这两类QPO出现在不同相位，长周期振荡出现在0.25和0.75相位，短周期振荡出现在0.5相位，表明了这两种QPO是产生于吸积盘上不同的区域，QPO信号在爆发的时候更强。除此之外，研究人员还发现在距离该矮新星10.4个天文单位(1个天文单位为地球到太阳之间的距离)的地方还存在一个小质量第三天体。该天体可能是一个K型或者M型的红矮星，这与之前在该系统中发现的第三光不谋而合。

该工作得到了国家自然科学基金项目、贵州省基金项目以及云南省基金项目的资助。

论文链接：https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/505/1/677/6273646?redirectedFrom=fulltext

图 1 光变曲线的小波分析图，颜色代表了QPO的信号强度。