Estrella variable cataclísmica
En astronomía , las estrellas variables cataclísmicas ( CV ) son estrellas cuyo brillo aumenta de forma irregular en un factor importante y luego vuelve a caer a un estado de reposo. Inicialmente se las llamó novas (del latín "nuevas"), ya que las que tenían un brillo de explosión visible a simple vista y un brillo de reposo invisible aparecían como nuevas estrellas en el cielo.
Las estrellas variables cataclísmicas son estrellas binarias que constan de dos componentes: una enana blanca primaria y una secundaria que transfiere masa . Las estrellas están tan cerca una de la otra que la gravedad de la enana blanca distorsiona la secundaria, y la enana blanca acrecienta materia de la compañera. Por lo tanto, la secundaria a menudo se conoce como la estrella donante , y suele ser menos masiva que la primaria. [1] La materia que cae, que suele ser rica en hidrógeno , forma en la mayoría de los casos un disco de acreción alrededor de la enana blanca. A menudo se detecta una fuerte emisión de rayos UV y X desde el disco de acreción, impulsada por la pérdida de energía potencial gravitatoria del material que cae. [2] La órbita más corta observada actualmente en un sistema rico en hidrógeno es de 51 minutos en ZTF J1813+4251 . [3]
El material del borde interior del disco cae sobre la superficie de la enana blanca primaria. Una explosión clásica de nova ocurre cuando la densidad y la temperatura en la parte inferior de la capa de hidrógeno acumulada aumentan lo suficiente como para encender reacciones de fusión descontroladas de hidrógeno , que convierten rápidamente la capa de hidrógeno en helio . Si el proceso de acreción continúa lo suficiente como para acercar a la enana blanca al límite de Chandrasekhar , la creciente densidad interior puede encender una fusión descontrolada de carbono y desencadenar una explosión de supernova de tipo Ia , que destruiría por completo a la enana blanca.
El disco de acreción puede ser propenso a una inestabilidad que conduce a la aparición de novas enanas , cuando la parte exterior del disco cambia de un modo frío y opaco a un modo más cálido y brillante durante un tiempo, antes de volver al modo frío. Las novas enanas pueden repetirse en una escala de tiempo que va desde días hasta décadas.
Clasificación
Las variables cataclísmicas se subdividen en varios grupos más pequeños, que a menudo reciben el nombre de una estrella prototipo brillante característica de la clase. En algunos casos, el campo magnético de la enana blanca es lo suficientemente fuerte como para alterar el disco de acreción interno o incluso impedir la formación del disco por completo. Los sistemas magnéticos a menudo muestran una polarización fuerte y variable en su luz óptica y, por lo tanto, a veces se los llama polares ; estos a menudo exhiben fluctuaciones de brillo de pequeña amplitud en lo que se supone que es el período de rotación de la enana blanca.
| Supernovas | Se las clasifica como variables cataclísmicas y tienen erupciones extremadamente grandes que destruyen la estrella progenitora. Algunas son resultado de enanas blancas en sistemas binarios, pero otras son estrellas muy masivas. | ||||||
| Novas (clásicas) | Estas variables cataclísmicas tienen estallidos muy grandes, de 6 a 19 magnitudes, causados por la fusión termonuclear de material acretado en la enana blanca. | ||||||
| Novas recurrentes | Estos tienen estallidos de aproximadamente 4 a 9 magnitudes, y se repiten cada 10 a 80 años. [4] Los ejemplos incluyen T Pyxidis y RS Ophiuchi . | ||||||
| Novaes enanas | Las novas enanas, o estrellas U Geminorum , son variables cataclísmicas que se observan brillar repetidamente, aunque en una cantidad menor que las novas clásicas.
| ||||||
| Novas rojas luminosas | Se trata de fusiones estelares que se vuelven muy rojas después del estallido. | ||||||
| Polares |
| ||||||
| VY Escultura | Se trata de estrellas cuyo brillo disminuye ocasionalmente en más de una magnitud, con muy ocasionales estallidos de tipo nova enana durante el estado oscuro. Pueden ser una subclase de estrellas polares. [5] | ||||||
| AM Canum Venaticorum | Se trata de variables cataclísmicas cuyos componentes son enanas blancas; el disco de acreción está compuesto principalmente de helio, y son de interés como fuentes de ondas gravitacionales . | ||||||
| Sextante SO | Son como novas enanas, pero tienen el disco de acreción en estado estable, por lo que no muestran erupciones; el disco emite de manera no uniforme. Por lo general, también son variables eclipsantes , aunque esto parece ser un artefacto de selección . [6] | ||||||
| Z Andromedae (variables simbióticas) | Se trata de sistemas binarios cercanos con un gran componente frío que pierde masa ante un componente compacto más caliente y un disco de acreción. |
Hay más de 1600 sistemas CV conocidos. [7] El catálogo quedó congelado el 1 de febrero de 2006, aunque cada año se descubren más.
Descubrimiento
Las variables cataclísmicas se encuentran entre las clases de objetos astronómicos más comúnmente encontrados por los aficionados, ya que una variable cataclísmica en su fase de estallido es lo suficientemente brillante como para ser detectable con instrumentos muy modestos, y los únicos objetos celestes que se confunden fácilmente con ellas son los asteroides brillantes cuyo movimiento de noche a noche es claro.
Verificar que un objeto es una variable cataclísmica también es bastante sencillo: suelen ser objetos bastante azules, presentan una variabilidad rápida y fuerte y tienden a tener líneas de emisión peculiares . Emiten en los rangos ultravioleta y de rayos X ; se espera que también emitan rayos gamma, a partir de la aniquilación de positrones de núcleos ricos en protones producidos en la explosión de fusión, pero esto aún no se ha detectado. [8]
Se descubren alrededor de seis novas galácticas (es decir, en nuestra propia galaxia ) cada año, mientras que los modelos basados en observaciones en otras galaxias sugieren que la tasa de aparición debería estar entre 20 y 50; [9] esta discrepancia se debe en parte al oscurecimiento por el polvo interestelar, y en parte a la falta de observadores en el hemisferio sur y a las dificultades de observar mientras el Sol está alto y en luna llena .
Súper jorobas
Algunas variables cataclísmicas experimentan brillos periódicos causados por deformaciones del disco de acreción cuando su rotación está en resonancia con el período orbital del binario.
Referencias
- ^ Lavalle, Mimi; Universidad Estatal de Luisiana. "La estrella binaria V Sagittae explotará como una nova muy brillante a finales de siglo". phys.org . Consultado el 14 de julio de 2024 .
- ^ NASA (11 de diciembre de 2017). «Introducción a las variables cataclísmicas (CV)». heasarc.gsfc.nasa.gov . Consultado el 6 de octubre de 2024 .
- ^ "Los astrónomos descubren un par de estrellas 'cataclísmico' que confirma una predicción de hace décadas". CNET . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
- ^ Mobberley, Martin (2009). Cataclismo cósmico y cómo observarlo . Nueva York: Springer. pág. 59. ISBN 978-0-387-79945-2.
- ^ Hameury, Jean-Marie; Lasota, Jean-Pierre (4 de octubre de 2002). "Las estrellas VY Sculptoris como CV magnéticos". Astronomía y Astrofísica . 394 (1): 231–239. arXiv : astro-ph/0207084 . Código Bibliográfico :2002A&A...394..231H. doi :10.1051/0004-6361:20021136. S2CID 5498393.
- ^ "Características definitorias de las estrellas del Sextantis SW". Archivado desde el original el 19 de noviembre de 2007.
- ^ Downes, Ronald; et al. "Un catálogo y atlas de variables cataclísmicas".
- ^ Senziani, F; Skinner, GK; Jean, P.; Hernanz, M. (2008). "Detectabilidad de la emisión de rayos gamma de novas clásicas con Swift/BAT". Astronomía y Astrofísica . 485 (1): 223–231. arXiv : 0804.4791 . Bibcode :2008A&A...485..223S. doi :10.1051/0004-6361:200809863. S2CID 16650963.
- ^ Darnley, MJ; Bode, MF; Kerins, E.; Newsam, AM; An, J.; Baillon, P.; Belokurov, V.; Calchi Novati, S.; Carr, BJ; Creze, M.; Evans, NW; Giraud-Heraud, Y.; Gould, A.; Hewett, P.; Jetzer, Ph.; Kaplan, J.; Paulin-Henriksson, S.; Smartt, SJ; Tsapras, Y.; Weston, M. (2006). "Novas clásicas del estudio de microlente POINT-AGAPE de M31 -- II. Tasa y características estadísticas de la población de novas". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 369 (1): 257–271. arXiv : astro-ph/0509493 . Código Bibliográfico :2006MNRAS.369..257D. doi : 10.1111/j.1365-2966.2006.10297.x . S2CID : 85510790.
Enlaces externos
- Catálogo y atlas de variables cataclísmicas (edición de archivo)
- Catálogo de sistemas binarios cataclísmicos, sistemas binarios de rayos X de baja masa y objetos relacionados (RKcat Edición 7.24, 31 de diciembre de 2015 – La edición final)
- CVnet, un sitio web y una comunidad para entusiastas e investigadores de CV: incluye anuncios de nuevos descubrimientos
- Una guía para principiantes sobre variables cataclísmicas: presenta una muy buena categorización de las diferentes clases de estrellas.
- Variables cataclísmicas, página del Centro de investigación científica de astrofísica de alta energía (HEASARC) de la NASA
