Interested Article - Звёзды типа AM Гончих Псов

amity
  • 2021-10-07
  • 1

Звёзды типа AM Гончих Псов ( англ. AM Canum Venaticorum stars или AM CVn stars ) — редкий тип катаклизмических переменных звёзд, названных по имени их прототипа — AM Гончих Псов . Эти переменные представляют собой очень тесные системы из белого карлика и гелиевой звезды либо другого белого карлика. Они образуют полуразделённую тесную двойную систему , в которой вещество со звезды аккрецирует на белый карлик. Орбитальные периоды этих систем также очень коротки и обычно составляют меньше часа. Эти звёзды лишены водорода, зато богаты гелием , и, соответственно, в их спектрах сильны линии гелия. Эти объекты также должны являться источниками гравитационного излучения , вероятно, достаточно сильного, чтобы его можно было зарегистрировать с космического лазерного интерферометра такого, например, как LISA .

Характеристики

На 2018 год было известно 56 звёзд типа AM Гончих Псов с орбитальными периодами от 6 до 65 минут. Системы с различными периодами имеют разные свойства :

  • High-state phase (букв. высокоэнергетическое состояние ) — орбитальный период составляет менее 20 минут, амплитуда изменения блеска мала. Если период больше 12 минут, в системе присутствует разогретый аккреционный диск , в противном случае диск отсутствует. Такие системы похожи на новоподобные катаклизмические переменные . К ним относится AM Гончих Псов .
  • Outburst phase (букв. состояние вспышки ) — орбитальный период составляет от 20 до 40—50 минут, в оптическом диапазоне амплитуда изменения блеска может доходить до 4—5 звёздных величин . В этих системах аккреционный диск присутствует, имеет меньшую температуру, чем в высокоэнергетическом состоянии и нестабилен. CR Волопаса находится в этом состоянии.
  • Low-state phase (букв. низкоэнергетическое состояние ) — орбитальный период более 40—50 минут, в оптическом диапазоне изменений блеска не наблюдается. Аккреционный диск в системе стабилен и имеет низкую температуру.

Состояния звёздной системы

Звёзды типа AM Гончих Псов отличаются от большинства других катаклизмических переменных отсутствием линий водорода в их спектрах . Они показывают широкий континуум, соответствующий горячим звёздам со сложными линиями поглощения или испускания. Некоторые звёзды показывают линии поглощения и линии испускания в разное время. Звёзды типа AM Гончих Псов обладают тремя типами поведения: состояние вспышки ; высокоэнергетическое состояние ; и низкоэнергетическое состояние .

В состоянии вспышки , звёзды показывают сильную изменчивость с периодами 20-40 минут. Звёздами с подобными состояниями являются и CR Волопаса . Эти звёзды иногда показывают долгие и яркие вспышки. Интервал между вспышками в среднем тем больше, чем больше период вращения звёзд. Их спектры показывают сильные линии поглощения гелия во время вспышек, со многими слабыми эмиссионными линиями гелия и железа вблизи минимума. Спектральные линии, как правило, двойные и образуют широкие плоские линии поглощения и острые двугорбые эмиссионные линии. Это самый распространённый вид переменной типа AM Гончих Псов возможно, потому, что их наиболее легко обнаружить.

В высокоэнергетическом состоянии , звёзды показывают изменения яркости на несколько десятых величины в течение нескольких коротких периодов, менее или около 20 минут. Сама АМ Гончих Псов наряду с другой яркой звездой HP Весов показывает подобное поведение . Линии поглощения в спектре в основном гелиевые, а состояние называется высокоэнергетическим , так как оно похоже на состояние постоянной вспышки.

В низкоэнергетическом состоянии , не существует каких-либо изменений яркости, но спектры изменяются с периодом от 40 минут до часа. GP Волос Вероники является самой известной звездой этого типа . Спектры являются в основном спектрами излучения и их состояние подобно постоянному минимуму состояния вспышки .

В дополнение к трём стандартным типам переменности, существуют звёзды с экстремально коротким периодом (<12 минут), во время которого они показывают только крошечные, очень быстрые изменения яркости. и показывают подобное поведение .

Звёзды в высокоэнергетическом состоянии , либо постоянно, либо во время вспышки, часто показывают изменения яркости с постоялым периодом, отличным от орбитального периода. Это изменения яркости имеет бо́льшую амплитуду, чем вариации связанные с орбитальным периодом и известны как супергорбы (superhump) на кривой блеска . Вполне возможно, что это происходит из-за затмений в системе, но с уверенностью сказать что так, невозможно, из-за крошечных размеров звёздной системы .

Свойства системы

Звёзды типа AM Гончих Псов состоят из белого карлика — аккретора , донорской звезды , состоящей в основном из гелия и, как правило, имеют аккреционный диск .

Компоненты

Ультракороткие орбитальные периоды (10-65 минут) показывают, что как звезда- донор , так и звезда- аккретор являются вырожденными или полу-вырожденными объектами . Аккретор — всегда белый карлик с массой, приблизительно, от половины M ⊙ до одной M ⊙ . Как правило, они имеют температуру 10 000-20 000 К , хотя в некоторых случаях она может быть и выше. Температуры свыше 100 000 К были предположены для некоторых звёзд (например ), в которых, возможно, происходит непосредственное воздействие аккреции , без диска . Светимость аккретора , как правило, низкая (тусклее по абсолютной звёздной величине 10 m ), но для некоторых систем с очень коротким периодом и высоким темпам аккреции она может достигать 5-й величины. В большинстве случаев свет звезды- аккретора закрывается аккреционным диском . Некоторые переменные типа AM Гончих Псов были обнаружены в рентгеновском диапазоне волн . Они содержат либо очень горячие звёзды- аккреторы , либо у звёзд- аккреторов возможно предположить наличие горячих пятен на их поверхности из-за прямого воздействия аккреции .

Звезда- донор потенциально может быть либо гелиевым белым карликом , либо маломассивной гелиевой звездой, или проэволюционировавшей звездой главной последовательности . В некоторых случаях донор - белый карлик может иметь сопоставимую массу с массой аккретора , хотя неизбежно несколько ниже, даже если система находится в первой фазе формирования. В большинстве случаев, и, в частности, к тому времени, когда система типа AM Гончих Псов уже сформировалась, донор был сильно «ободран» до крошечного гелиевого ядра с массой 0,01 M ⊙ — 0,1 M ⊙ . Как только звезда- донор «ободрана», она начинает адиабатически расширяется (или близко к этому), охлаждаясь до температур всего 1-2 тысяч К . Таким образом, донорские звёзды в системах типа AM Гончих Псов становятся невидимы, хотя есть возможность обнаружения коричневого карлика или объекта размером с планету , обращающегося вокруг белого карлика , как только процесс аккреции прекратится .

Аккреционный диск , как правило, является основным источником видимого излучения . Он может достигать светимости 5 m по абсолютной величине в высокоэнергетическом состоянии (хотя более типичны значения 6 m −8 m по абсолютной величине ), и на 3-5 m тусклее в низкоэнергетическом состоянии . Необычные спектры типичные для систем типа AM Гончих Псов исходят от аккреционного диска . Диски состоят в основном из гелия от звезды- донора . Как и в случае карликовых новых , высокоэнергетическое состояние соответствует горячему диску ионизированного гелия , оптически непрозрачному, в то время как в низкоэнергетическом состоянии диск холоднее, не ионизируется, и является прозрачным . Появление супергорбов на кривой блеска связано с прецессией аккреционного диска . Период прецессии может быть связан с отношением масс двух звёзд, что дает возможность определить массу даже невидимых звёзд- доноров .

Орбитальные параметры

Наблюдаемые орбитальные параметры были связаны с четырьмя типами систем :

Эволюция систем типа AM Гончих Псов

Существуют три возможных типа звёзд- доноров в системах типа AM Гончих Псов , хотя аккретор всегда белый карлик . Каждая из трёх типов звёзд- доноров проходит по своему эволюционному пути, хотя все они первоначально входили в состав двойной системы и проходили через последовательность фаз с одной или более общей оболочкой, по мере того как звёзды эволюционировали и уходили с главной последовательности . Звёзды типа AM Гончих Псов с белым карликом в качестве донора могут быть сформированы, когда двойная звезда , состоящая из белого карлика и маломассивного гиганта проходят через стадию общей оболочки. Результатом этого будет двойной белый карлик . Благодаря испусканию гравитационного излучения , двойная система теряет угловой момент , что приводит к сокращению орбиты. Когда орбитальный период сократился до примерно 5 минут, наименее массивный (и самый большой) из двух белых карликов заполнит свою полость Роша и начнёт передачу массы своему спутнику. Вскоре после начала переноса массы, орбитальный эволюция развернётся и орбита системы будет расширяться. Именно в этой фазе, после периода минимума, скорее всего, система будет наблюдаться как переменная типа AM Гончих Псов .

Звёзды типа AM Гончих Псов с гелиевой звездой в качестве донора формируются аналогичным образом, но в этом случае общая оболочка более массивна и производится гелиевой звездой, а не белым карликом . Гелиевая звезда имеет больший размер, чем белый карлик , и когда гравитационное излучение приведёт две звезды в контакт, то гелиевая звезда заполнит свою полость Роша и начнёт передачу массы на белый карлик , с орбитальным периодом примерно в 10 минут. Как и в случае с белым карликом в качестве донора , орбита двойной системы , как ожидается, начнёт расширение вскоре после запуска массообмена, и мы должны наблюдать звезду как систему типа AM Гончих Псов после окончания периода минимума .

Третьим типом потенциального донора в системе типа AM Гончих Псов является проэволюционировавшая звезда главной последовательности . В этом случае вторая звезда заполняет полость Роша на конечной стадии эволюции на главной последовательности . Важным элементом этого сценария является , что позволяет эффективно терять угловой момент и, следовательно, приводить к сильному сжатие орбиты до ультракоротких периодов времени. Сценарий весьма чувствителен к начальному орбитальному периоду; если звезда- донор заполнит свою полость Роша задолго до конечной стадии эволюции на главной последовательности , то орбита, конечно, будет сходиться, но в системе произойдёт «отскок» и периоды попадут в диапазон 70-80 минут, как в обычных катаклизмических переменных . Если донор начнёт массопередачу слишком поздно, после как он вступил на заключительные стадии звёздной эволюции, скорость массообмена будет высокой и орбита будет расходиться. Только узкий диапазон начальных периодов приведёт к появлению сверхкоротких периодов, которые наблюдаются в звёздах типа AM Гончих Псов . Процесс сближения двух звёзд на тесных орбитах под воздействием магнитного торможения называется магнитным захватом . Звёзды типа AM Гончих Псов , образовавшиеся таким образом, могут наблюдаться либо до, либо после, периода минимума (который может лежать в пределах от 5 до 70 минут, в зависимости от того, когда именно звезда- донор заполнит полость Роша ). Также предполагается обнаружение, в этом случае, некоторого количества водорода на поверхности звезды- донора и аккретора .

Прежде чем звезда перестанет быть звёздой типа AM Гончих Псов , двойная система может испытать несколько вспышек гелиевой новой звезды ( как пример). Системы типа AM Гончих Псов будут осуществлять массоперенос, до тех пока один из компонентов не станет тёмным субзвёздным объектом . Но также возможно, что массоперенос приведёт к превышению предела Чандрасекара и, как следствие, к взрыву сверхновой типа Ia или IAX .

Примечания

  1. David Darling. . Encyclopedia of science . Дата обращения: 5 сентября 2020. 18 июля 2020 года.
  2. ↑ Gijs Nelemans. // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. — 2005.
  3. G. Ramsay et al. // Astronomy & Astrophysics. — 2018. 3 декабря 2020 года.
  4. J.-E. Solheim. // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. — 2010. 18 июля 2020 года.
  5. ↑ Solheim, J.-E. AM CVn Stars: Status and Challenges (англ.) // Publications of the Astronomical Society of the Pacific : journal. — 2010. — Vol. 122 , no. 896 . — P. 1133 . — doi : . — Bibcode : .
  6. ↑ Nelemans, G. The Astrophysics of Cataclysmic Variables and Related Objects, Proceedings of ASP Conference (англ.) / Hameury, J.-M.; Lasota, J.-P.. — San Francisco: Astronomical Society of the Pacific, 2005. — Vol. 330. — P. 27. — ISBN 1-58381-193-1 .
  7. Patterson, Joseph; Fried, Robert E.; Rea, Robert; Kemp, Jonathan; Espaillat, Catherine; Skillman, David R.; Harvey, David A.; o’Donoghue, Darragh; McCormick, Jennie; Velthuis, Fred; Walker, Stan; Retter, Alon; Lipkin, Yiftah; Butterworth, Neil; McGee, Paddy; Cook, Lewis M. Superhumps in Cataclysmic Binaries. XXI. HP Librae (=EC 15330−1403) (каталан.) // Publications of the Astronomical Society of the Pacific . — 2002. — Vol. 114 , num. 791 . — P. 65 . — doi : . — Bibcode : .
  8. ↑ Anderson, Scott F.; Haggard, Daryl; Homer, Lee; Joshi, Nikhil R.; Margon, Bruce; Silvestri, Nicole M.; Szkody, Paula; Wolfe, Michael A.; Agol, Eric; Becker, Andrew C.; Henden, Arne; Hall, Patrick B.; Knapp, Gillian R.; Richmond, Michael W.; Schneider, Donald P.; Stinson, Gregory; Barentine, J. C.; Brewington, Howard J.; Brinkmann, J.; Harvanek, Michael; Kleinman, S. J.; Krzesinski, Jurek; Long, Dan; Neilsen, Jr., Eric H.; Nitta, Atsuko; , Stephanie A. Ultracompact AM Canum Venaticorum Binaries from the Sloan Digital Sky Survey: Three Candidates Plus the First Confirmed Eclipsing System (англ.) // The Astronomical Journal : journal. — IOP Publishing , 2005. — Vol. 130 , no. 5 . — P. 2230 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
  9. Kotko, I.; Lasota, J.-P.; Dubus, G.; Hameury, J.-M. Models of AM Canum Venaticorum star outbursts (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 2012. — Vol. 544 . — P. A13 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
  10. ↑ Bildsten, Lars; Townsley, Dean M.; Deloye, Christopher J.; Nelemans, Gijs. The Thermal State of the Accreting White Dwarf in AM Canum Venaticorum Binaries (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 2006. — Vol. 640 . — P. 466 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
  11. ↑ Roelofs, G. H. A.; Groot, P. J.; Benedict, G. F.; McArthur, B. E.; Steeghs, D.; Morales-Rueda, L.; Marsh, T. R.; Nelemans, G. Hubble Space Telescope Parallaxes of AM CVn Stars and Astrophysical Consequences (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing , 2007. — Vol. 666 , no. 2 . — P. 1174 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .

Ссылки


Источник —

amity
  • 2021-10-07
  • 1
  • Tags:

Same as Звёзды типа AM Гончих Псов

The title for the last searches