Cataclysmische veranderlijke ster - Cataclysmic variable star

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie
Een niet-magnetische cataclysmische variabele. Een witte dwerg vergaart materie van zijn Roche lob- vullende metgezel.

Cataclysmische veranderlijke sterren ( CV ) zijn sterren die onregelmatig in helderheid toenemen met een grote factor, en vervolgens weer terugvallen naar een rustige toestand. Aanvankelijk heetten ze novae , van het Latijnse 'nieuw', omdat degenen met een uitbarstingshelderheid zichtbaar voor het blote oog en een onzichtbare rustige helderheid verschenen als nieuwe sterren aan de hemel.

Cataclysmische veranderlijke sterren zijn dubbelsterren die uit twee componenten bestaan; een witte dwerg primair en een massaoverdracht secundair. De sterren staan ​​zo dicht bij elkaar dat de zwaartekracht van de witte dwerg de secundaire vervormt en de witte dwerg materie van de metgezel aanmaakt. Daarom wordt de secundaire vaak de donorster genoemd . De invallende materie, die meestal rijk is aan waterstof , vormt in de meeste gevallen een accretieschijf rond de witte dwerg. Sterke UV- en röntgenemissie wordt vaak gezien vanaf de accretieschijf, aangedreven door het verlies van potentiële zwaartekrachtenergie van het invallende materiaal.

Materiaal aan de binnenrand van de schijf valt op het oppervlak van de witte dwergprimina. Een klassieke nova- uitbarsting vindt plaats wanneer de dichtheid en temperatuur aan de onderkant van de opgehoopte waterstoflaag hoog genoeg stijgen om op hol geslagen waterstoffusiereacties te ontsteken , die de waterstoflaag snel in helium omzetten . Als het accretieproces lang genoeg doorgaat om de witte dwerg dicht bij de Chandrasekhar-limiet te brengen , kan de toenemende inwendige dichtheid een op hol geslagen koolstoffusie doen ontbranden en een Type Ia supernova- explosie veroorzaken, die de witte dwerg volledig zou vernietigen.

De accretieschijf kan vatbaar zijn voor een instabiliteit die leidt tot dwerg-nova- uitbarstingen, wanneer het buitenste deel van de schijf een tijdje verandert van een koele, saaie modus naar een warmere, helderdere modus, voordat hij terugkeert naar de koele modus. Dwerg novae kunnen terugkomen op een tijdschaal van dagen tot decennia.

Classificatie

Cataclysmische variabelen zijn onderverdeeld in verschillende kleinere groepen, vaak genoemd naar een helder prototype van een ster die kenmerkend is voor de klasse. In sommige gevallen is het magnetische veld van de witte dwerg sterk genoeg om de inwendige aanwasschijf te verstoren of zelfs schijfvorming helemaal te voorkomen. Magnetische systemen vertonen vaak een sterke en variabele polarisatie in hun optische licht, en worden daarom soms polair genoemd ; deze vertonen vaak schommelingen in de helderheid van kleine amplitude bij wat wordt verondersteld de rotatieperiode van de witte dwerg te zijn.

Supernovae Deze worden geclassificeerd als cataclysmische variabelen en hebben extreem grote uitbarstingen die de voorouderster vernietigen. Sommige zijn het resultaat van witte dwergen in dubbelstersystemen, maar andere zijn zeer zware sterren.
(Klassieke) novae Deze cataclysmische variabelen hebben zeer grote uitbarstingen, van 6 tot 19 magnitudes, veroorzaakt door thermonucleaire versmelting van materiaal dat op de witte dwerg is aangegroeid.
Terugkerende novae Deze hebben uitbarstingen van ongeveer 4 tot 9 magnitudes, die zich elke 10 tot 80 jaar herhalen. Voorbeelden zijn onder meer T Pyxidis en RS Ophiuchi .
Dwerg novae Dwerg novae, of U Geminorum-sterren , zijn cataclysmische variabelen waarvan wordt waargenomen dat ze herhaaldelijk helderder worden, zij het in een kleinere hoeveelheid dan klassieke novae.
Z Camelopardalis sterren Tijdelijk "stoppen" bij een bepaalde helderheid onder hun piek
SU Ursae Majoris schittert Heb "superoutbursts" die helderder zijn dan het gemiddelde
SS Cygni sterren Zorg voor uitbarstingen van twee verschillende lengtes
Lichtgevende rode novae Dit zijn geweldige fusies die na een uitbarsting erg rood worden.
Polen
AM Herculis- sterren zijn dubbelsterren waarin het magnetische veld van de witte dwerg de rotatieperiode van de laatste heeft gesynchroniseerd met de binaire omlooptijd. Materie van de donorster wordt magnetisch naar de witte dwerg geleid in plaats van een schijf te vormen.
DQ Herculis , ook wel 'tussenpolen' genoemd, hebben een iets zwakker magnetisch veld dan AM Herculis- sterren; er is een aanwasschijf, maar de onderbouw daarin wordt gecreëerd door het veld.
VY Sculptoris Dit zijn sterren die af en toe in helderheid met meer dan één magnitude afnemen, met heel af en toe een uitbarsting van het dwerg-nova-type tijdens de schemerige toestand. Ze kunnen een subklasse van polen zijn.
AM Canum Venaticorum Dit zijn cataclysmische variabelen waarvan beide componenten witte dwergen zijn; de accretieschijf bestaat voornamelijk uit helium en ze zijn van belang als bronnen van zwaartekrachtgolven .
SW Sextantis Deze zijn als dwerg novae maar hebben een aanwasschijf in een stabiele toestand, dus vertonen geen uitbarstingen; de schijf zendt niet-uniform uit. Het zijn meestal ook verduisterende variabelen , hoewel dit een selectieartefact lijkt te zijn .
Z Andromedae (symbiotische variabelen) Dit zijn dichte binaries met een grote koele component die massa verliest aan een heter compacte component en accretieschijf.

Er zijn meer dan 1600 CV-systemen bekend. De catalogus is op 1 februari 2006 bevroren, maar er worden er elk jaar meer ontdekt.

Ontdekking

Cataclysmische variabelen behoren tot de klassen van astronomische objecten die het meest worden aangetroffen door amateurs, aangezien een cataclysmische variabele in zijn uitbarstingsfase helder genoeg is om met zeer bescheiden instrumenten te worden gedetecteerd, en de enige hemellichamen die er gemakkelijk mee worden verward, zijn heldere asteroïden waarvan de beweging vanuit de nacht tot de nacht is duidelijk.

Verifiëren dat een object een cataclysmische variabele is, is ook vrij eenvoudig: het zijn meestal vrij blauwe objecten, ze vertonen een snelle en sterke variabiliteit en ze hebben de neiging om eigenaardige emissielijnen te hebben . Ze zenden uit in het ultraviolette en röntgenbereik ; er wordt verwacht dat ze ook gammastralen uitzenden, afkomstig van de annihilatie van positronen uit protonenrijke kernen die zijn geproduceerd tijdens de fusie-explosie, maar dit is nog niet gedetecteerd.

Elk jaar worden ongeveer zes galactische novae (dwz in ons eigen melkwegstelsel ) ontdekt, terwijl modellen gebaseerd op waarnemingen in andere melkwegstelsels suggereren dat de snelheid van voorkomen tussen 20 en 50 zou moeten liggen; deze discrepantie is gedeeltelijk te wijten aan verduistering door interstellair stof, en gedeeltelijk aan een gebrek aan waarnemers op het zuidelijk halfrond en aan de moeilijkheden om te observeren terwijl de zon op is en bij volle maan .

Superhumps

Sommige cataclysmische variabelen ervaren periodieke verhelderingen veroorzaakt door vervormingen van de accretieschijf wanneer de rotatie ervan in resonantie is met de omlooptijd van het dubbelster.

Referenties

Externe links