Kataklysmischer variabler Stern - Cataclysmic variable star

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Eine nichtmagnetische kataklysmische Variable. Ein weißer Zwerg sammelt Materie von seinem Roche-Lappen- füllenden Begleiter.

Kataklysmische variable Sterne ( CV ) sind Sterne, deren Helligkeit unregelmäßig um einen großen Faktor zunimmt und dann wieder in einen Ruhezustand zurückfällt. Sie wurden ursprünglich Novae genannt , vom lateinischen "neu", da solche mit einer für das bloße Auge sichtbaren Ausbruchshelligkeit und einer unsichtbaren Ruhehelligkeit als neue Sterne am Himmel erschienen.

Kataklysmische variable Sterne sind Doppelsterne , die aus zwei Komponenten bestehen. ein primärer weißer Zwerg und ein sekundärer Stoffübergang . Die Sterne sind so nah beieinander, dass die Schwerkraft des Weißen Zwergs die Sekundärseite verzerrt und der Weiße Zwerg Materie vom Begleiter ansammelt. Daher wird die Sekundärseite häufig als Donorstern bezeichnet . Die infalling Materie, die normalerweise reich an Wasserstoff ist , bildet in den meisten Fällen eine Akkretionsscheibe um den Weißen Zwerg. Eine starke UV- und Röntgenemission wird häufig von der Akkretionsscheibe beobachtet, die durch den Verlust der Energie des Gravitationspotentials aus dem infallierenden Material angetrieben wird.

Material am inneren Rand der Scheibe fällt auf die Oberfläche der Primäroberfläche des Weißen Zwergs. Ein klassischer Nova- Ausbruch tritt auf, wenn die Dichte und Temperatur am Boden der akkumulierten Wasserstoffschicht hoch genug ansteigen, um außer Kontrolle geratene Wasserstofffusionsreaktionen zu entzünden , die die Wasserstoffschicht schnell in Helium umwandeln . Wenn der Akkretionsprozess lange genug andauert, um den Weißen Zwerg nahe an die Chandrasekhar-Grenze zu bringen , kann die zunehmende Innendichte eine außer Kontrolle geratene Kohlenstofffusion auslösen und eine Supernova- Explosion vom Typ Ia auslösen , die den Weißen Zwerg vollständig zerstören würde.

Die Akkretionsscheibe kann zu einer Instabilität neigen, die zu Zwergnova- Ausbrüchen führt, wenn der äußere Teil der Scheibe für einige Zeit von einem kühlen, stumpfen Modus in einen heißeren, helleren Modus wechselt, bevor sie in den kühlen Modus zurückkehrt. Zwergnovae können sich auf einer Zeitskala von Tagen bis Jahrzehnten wiederholen .

Einstufung

Kataklysmische Variablen werden in mehrere kleinere Gruppen unterteilt, die häufig nach einem für diese Klasse charakteristischen hellen Prototypstern benannt sind. In einigen Fällen ist das Magnetfeld des Weißen Zwergs stark genug, um die innere Akkretionsscheibe zu zerstören oder sogar die Scheibenbildung insgesamt zu verhindern. Magnetische Systeme zeigen häufig eine starke und variable Polarisation in ihrem optischen Licht und werden daher manchmal als Polare bezeichnet . Diese weisen häufig Helligkeitsschwankungen mit kleiner Amplitude auf, von denen angenommen wird, dass sie die Rotationsperiode des Weißen Zwergs sind.

Supernovae Diese werden als katastrophale Variablen eingestuft und weisen extrem große Ausbrüche auf, die den Vorläufer-Stern zerstören. Einige resultieren aus weißen Zwergen in binären Systemen, andere sind sehr massive Sterne.
(Klassische) Novae Diese kataklysmischen Variablen weisen sehr große Ausbrüche von 6 bis 19 Größenordnungen auf, die durch die Kernfusion von Material verursacht werden, das sich auf dem Weißen Zwerg angesammelt hat.
Wiederkehrende Novae Diese haben Ausbrüche von etwa 4 bis 9 Größenordnungen, die sich alle 10 bis 80 Jahre wiederholen. Beispiele sind T Pyxidis und RS Ophiuchi .
Zwergnovae Zwergnovae oder U Geminorum-Sterne sind kataklysmische Variablen, von denen beobachtet wird, dass sie sich wiederholt aufhellen, wenn auch in geringerem Maße als bei klassischen Novae.
Z Camelopardalis Sterne Vorübergehend bei einer bestimmten Helligkeit unterhalb ihrer Spitze "anhalten"
SU Ursae Majoris spielt die Hauptrolle Haben Sie "Superoutbursts", die heller als der Durchschnitt sind
SS Cygni Sterne Haben Sie Ausbrüche von zwei unterschiedlichen Längen
Leuchtende rote Novae Dies sind herausragende Fusionen, die nach dem Ausbruch sehr rot werden.
Polare
AM Herculis- Sterne sind Binärdateien, bei denen das Magnetfeld des Weißen Zwergs dessen Rotationsperiode mit der binären Umlaufzeit synchronisiert hat. Materie vom Donorstern wird magnetisch auf den Weißen Zwerg geleitet, anstatt eine Scheibe zu bilden.
DQ Herculis , auch "Zwischenpolare" genannt, haben ein etwas schwächeres Magnetfeld als AM Herculis- Sterne; Es gibt eine Akkretionsscheibe, aber die Unterstruktur darin wird vom Feld erzeugt.
VY Sculptoris Dies sind Sterne, deren Helligkeit gelegentlich um mehr als eine Größe abnimmt, mit sehr gelegentlichen Ausbrüchen vom Typ Zwergnova während des dunklen Zustands. Sie können eine Unterklasse von Polaren sein.
AM Canum Venaticorum Dies sind katastrophale Variablen, deren Bestandteile weiße Zwerge sind. Die Akkretionsscheibe besteht hauptsächlich aus Helium und ist als Quelle für Gravitationswellen von Interesse .
SW Sextantis Diese sind wie Zwergnovae, haben aber die Akkretionsscheibe in einem stabilen Zustand, zeigen also keine Ausbrüche; Die Scheibe emittiert ungleichmäßig. Sie verdunkeln normalerweise auch Variablen , obwohl dies ein Auswahlartefakt zu sein scheint .
Z Andromedae (symbiotische Variablen) Dies sind enge Binärdateien mit einer großen kühlen Komponente, die an Masse an eine heißere kompakte Komponente und eine Akkretionsscheibe verliert.

Es sind über 1600 CV-Systeme bekannt. Der Katalog wurde zum 1. Februar 2006 eingefroren, obwohl jedes Jahr weitere entdeckt werden.

Entdeckung

Kataklysmische Variablen gehören zu den Klassen astronomischer Objekte, die Amateure am häufigsten finden, da eine kataklysmische Variable in ihrer Ausbruchsphase hell genug ist, um mit sehr bescheidenen Instrumenten erkannt werden zu können, und die einzigen Himmelsobjekte, die leicht mit ihnen verwechselt werden können, sind helle Asteroiden, deren Bewegung aus der Nacht zur Nacht ist klar.

Die Überprüfung, ob ein Objekt eine katastrophale Variable ist, ist ebenfalls recht einfach: Es handelt sich normalerweise um ziemlich blaue Objekte, sie weisen eine schnelle und starke Variabilität auf und sie weisen tendenziell besondere Emissionslinien auf . Sie emittieren im ultravioletten und Röntgenbereich ; Es wird erwartet, dass sie auch Gammastrahlen emittieren, die durch die Vernichtung von Positronen aus protonenreichen Kernen entstehen, die bei der Fusionsexplosion entstehen. Dies wurde jedoch noch nicht nachgewiesen.

Jedes Jahr werden etwa sechs galaktische Novae (dh in unserer eigenen Galaxie ) entdeckt, während Modelle, die auf Beobachtungen in anderen Galaxien basieren, darauf hinweisen, dass die Auftrittsrate zwischen 20 und 50 liegen sollte; Diese Diskrepanz ist teilweise auf die Verschleierung durch interstellaren Staub und teilweise auf den Mangel an Beobachtern auf der südlichen Hemisphäre und auf die Schwierigkeiten bei der Beobachtung bei Sonnenaufgang und Vollmond zurückzuführen .

Superhumps

Einige kataklysmische Variablen erfahren periodische Aufhellungen, die durch Verformungen der Akkretionsscheibe verursacht werden, wenn ihre Drehung in Resonanz mit der Umlaufzeit des Binärs steht.

Verweise

Externe Links