В астрономии катаклизмические переменные звезды ( CV ) — это звезды , яркость которых нерегулярно увеличивается в большом разе, а затем снова падает в состояние покоя. Первоначально их называли новыми (от латинского «новые»), поскольку звезды с видимой невооруженным глазом вспышкой яркости и невидимой спокойной яркостью появлялись на небе как новые звезды.
Катаклизмические переменные звезды — это двойные звезды , состоящие из двух компонентов; первичный белый карлик и вторичный массообменник . Звезды расположены настолько близко друг к другу, что гравитация белого карлика искажает вторичку, и белый карлик аккрецирует материю от спутника. Поэтому вторичную звезду часто называют звездой-донором , и она обычно менее массивна, чем главная. [1] Падающее вещество, обычно богатое водородом , в большинстве случаев образует аккреционный диск вокруг белого карлика. Из аккреционного диска часто обнаруживается сильное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, вызванное потерей гравитационной потенциальной энергии из падающего материала. [ нужна цитата ] Самая короткая наблюдаемая в настоящее время орбита в системе, богатой водородом, составляет 51 минуту в ZTF J1813+4251 . [2]
Материал с внутреннего края диска падает на поверхность основного белого карлика. Классическая вспышка новой происходит, когда плотность и температура у основания накопленного слоя водорода поднимаются настолько высоко, что зажигаются реакции неуправляемого синтеза водорода , которые быстро превращают слой водорода в гелий . Если процесс аккреции продолжится достаточно долго, чтобы приблизить белого карлика к пределу Чандрасекара , увеличивающаяся внутренняя плотность может воспламенить неконтролируемый синтез углерода и вызвать взрыв сверхновой типа Ia , который полностью уничтожит белого карлика.
Аккреционный диск может быть склонен к нестабильности, приводящей к вспышкам карликовых новых , когда внешняя часть диска на какое-то время переходит из холодного, тусклого режима в более горячий и яркий режим, прежде чем вернуться в холодный режим. Карликовые новые могут повторяться в течение времени от нескольких дней до десятилетий.
Катаклизмические переменные подразделяются на несколько меньших групп, часто называемых в честь яркой звезды-прототипа, характерной для этого класса. В некоторых случаях магнитное поле белого карлика достаточно сильное, чтобы разрушить внутренний аккреционный диск или даже вообще предотвратить образование диска. Магнитные системы часто демонстрируют сильную и переменную поляризацию оптического света, поэтому их иногда называют полярами ; они часто демонстрируют колебания яркости небольшой амплитуды в период, который предположительно является периодом вращения белого карлика.
Известно более 1600 систем CV. [6] Каталог был заморожен с 1 февраля 2006 г., хотя каждый год обнаруживаются новые.
Катаклизмические переменные относятся к классу астрономических объектов, которые чаще всего находят любители, поскольку катаклизмические переменные в фазе вспышки достаточно ярки, чтобы их можно было обнаружить с помощью очень скромных инструментов, а единственные небесные объекты, которые легко с ними спутать, — это яркие астероиды , движение которых происходит ночью. ночь ясная.
Проверить, что объект является катаклизмической переменной, также довольно просто: обычно это довольно синие объекты, они демонстрируют быструю и сильную изменчивость и имеют тенденцию иметь своеобразные эмиссионные линии . Они излучают в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах; Ожидается, что они также будут излучать гамма-лучи в результате аннигиляции позитронов из богатых протонами ядер, образовавшихся в результате термоядерного взрыва, но это еще не обнаружено. [7]
Ежегодно обнаруживается около шести галактических новых (т.е. в нашей галактике ), тогда как модели, основанные на наблюдениях в других галактиках, предполагают, что частота появления должна составлять от 20 до 50; [8] это несоответствие обусловлено отчасти затемнением межзвездной пылью, а отчасти недостатком наблюдателей в южном полушарии и трудностями наблюдения во время восхода Солнца и в полнолуние .
Некоторые катаклизмические переменные испытывают периодические прояснения, вызванные деформациями аккреционного диска , когда его вращение находится в резонансе с орбитальным периодом двойной системы.