Stella variabile cataclismica - Cataclysmic variable star

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Una variabile cataclismica non magnetica. Una nana bianca accresce la materia dal suo compagno di riempimento del lobo di Roche .

Le stelle variabili cataclismiche ( CV ) sono stelle che aumentano irregolarmente di luminosità di un grande fattore, quindi ricadono in uno stato di quiescenza. Inizialmente erano chiamate novae , dal latino "nuovo", poiché quelle con una luminosità esplosiva visibile ad occhio nudo e una luminosità invisibile e quiescente apparivano come nuove stelle nel cielo.

Le stelle variabili cataclismiche sono stelle binarie che consistono di due componenti; una nana bianca primaria e una secondaria a trasferimento di massa . Le stelle sono così vicine l'una all'altra che la gravità della nana bianca distorce la secondaria e la nana bianca accresce la materia dalla compagna. Pertanto, il secondario viene spesso definito come la stella del donatore . La materia in caduta, che di solito è ricca di idrogeno , forma nella maggior parte dei casi un disco di accrescimento attorno alla nana bianca. Una forte emissione di raggi UV e X è spesso vista dal disco di accrescimento, alimentata dalla perdita di energia potenziale gravitazionale dal materiale in caduta.

Il materiale sul bordo interno del disco cade sulla superficie della nana bianca primaria. Un classico nova sfogo si verifica quando la densità e temperatura nella parte inferiore dello strato di idrogeno accumulato saliranno abbastanza alta da innescare instabilità fusione idrogeno reazioni, che convertono rapidamente lo strato idrogeno a elio . Se il processo di accrescimento continua abbastanza a lungo da portare la nana bianca vicino al limite di Chandrasekhar , la crescente densità interna potrebbe innescare una fusione di carbonio incontrollata e innescare un'esplosione di supernova di tipo Ia , che distruggerebbe completamente la nana bianca.

Il disco di accrescimento può essere soggetto a un'instabilità che porta a esplosioni di nova nane , quando la parte esterna del disco passa da una modalità fredda e opaca a una modalità più calda e luminosa per un certo periodo, prima di tornare alla modalità fredda. Le novae nane possono ripresentarsi su una scala temporale da giorni a decenni.

Classificazione

Le variabili cataclismiche sono suddivise in diversi gruppi più piccoli, spesso chiamati dopo una brillante stella prototipo caratteristica della classe. In alcuni casi il campo magnetico della nana bianca è abbastanza forte da interrompere il disco di accrescimento interno o addirittura impedire del tutto la formazione del disco. I sistemi magnetici mostrano spesso una polarizzazione forte e variabile nella loro luce ottica, e quindi sono talvolta chiamati polari ; questi spesso mostrano fluttuazioni di luminosità di piccola ampiezza in quello che si presume essere il periodo di rotazione della nana bianca.

Supernovae Queste sono classificate come variabili cataclismiche e hanno esplosioni estremamente grandi che distruggono la stella progenitrice. Alcuni derivano da nane bianche nei sistemi binari, ma altri sono stelle molto massicce.
(Classico) novae Queste variabili cataclismiche hanno esplosioni molto grandi, da 6 a 19 magnitudini, causate dalla fusione termonucleare del materiale accumulato sulla nana bianca.
Novae ricorrenti Questi hanno esplosioni da circa 4 a 9 magnitudini, che si ripetono ogni 10-80 anni. Gli esempi includono T Pyxidis e RS Ophiuchi .
Novae nane Le novae nane, o stelle U Geminorum , sono variabili cataclismiche che si osservano illuminarsi ripetutamente, sebbene in misura minore rispetto alle novae classiche.
Z Camelopardalis stelle "Fermarsi" temporaneamente a una particolare luminosità al di sotto del loro picco
SU Ursae Majoris stelle Avere "superoutburst" che sono più brillanti della media
Stelle delle SS Cygni Avere esplosioni di due lunghezze distinte
Novae rosse luminose Queste sono fusioni stellari che diventano molto rosse dopo l'esplosione.
Polari
Le stelle AM Herculis sono binarie in cui il campo magnetico della nana bianca ha sincronizzato il periodo di rotazione di quest'ultima con il periodo orbitale binario. La materia proveniente dalla stella donatrice viene incanalata magneticamente sulla nana bianca invece di formare un disco.
DQ Herculis , chiamate anche "polari intermedie", hanno un campo magnetico leggermente più debole delle stelle AM Herculis ; c'è un disco di accrescimento, ma la sottostruttura in esso è creata dal campo.
VY Sculptoris Queste sono stelle che occasionalmente diminuiscono di luminosità di più di una magnitudine, con esplosioni molto occasionali di tipo nano-nova durante lo stato di oscurità. Possono essere una sottoclasse di polari.
AM Canum Venaticorum Queste sono variabili cataclismiche le cui componenti sono entrambe nane bianche; il disco di accrescimento è composto principalmente da elio e sono interessanti come sorgenti di onde gravitazionali .
SW Sextantis Queste sono come novae nane ma hanno il disco di accrescimento in uno stato stabile, quindi non mostrano esplosioni; il disco emette in modo non uniforme. Di solito sono anche variabili eclissanti , sebbene questo sembri essere un artefatto di selezione .
Z Andromedae (variabili simbiotiche) Questi sono binari stretti con un grande componente freddo che perde massa a causa di un componente compatto più caldo e di un disco di accrescimento.

Esistono oltre 1600 sistemi CV noti. Il catalogo è stato congelato a partire dal 1 ° febbraio 2006, anche se ogni anno ne vengono scoperti di più.

Scoperta

Le variabili cataclismiche sono tra le classi di oggetti astronomici più comunemente trovate dai dilettanti, poiché una variabile cataclismica nella sua fase di esplosione è abbastanza luminosa da essere rilevabile con strumenti molto modesti, e gli unici oggetti celesti facilmente confusi con essi sono asteroidi luminosi il cui movimento dalla notte a notte è chiaro.

Anche verificare che un oggetto sia una variabile cataclismica è abbastanza semplice: di solito sono oggetti abbastanza blu, mostrano una variabilità rapida e forte e tendono ad avere linee di emissione peculiari . Emettono nella gamma dei raggi ultravioletti e dei raggi X ; si prevede che emettano anche raggi gamma, dall'annichilazione dei positroni dai nuclei ricchi di protoni prodotti nell'esplosione di fusione, ma questo non è stato ancora rilevato.

Ogni anno vengono scoperte circa sei novae galattiche (cioè nella nostra galassia ), mentre i modelli basati su osservazioni in altre galassie suggeriscono che il tasso di occorrenza dovrebbe essere compreso tra 20 e 50; questa discrepanza è dovuta in parte all'oscuramento da parte della polvere interstellare, e in parte alla mancanza di osservatori nell'emisfero meridionale e alle difficoltà di osservazione mentre il Sole è alto e con la luna piena .

Super salti

Alcune variabili cataclismiche subiscono schiarimenti periodici causati da deformazioni del disco di accrescimento quando la sua rotazione è in risonanza con il periodo orbitale del binario.

Riferimenti

link esterno