Variabilă cataclismică

Diagrama unei variabile cataclismice.

Variabilele cataclismice (numite și stele U Geminorum , începând de la numele stelei prototip) sunt o clasă de stele variabile intrinseci, constând dintr-o stea binară în care o componentă este o pitică albă , în timp ce cealaltă este o stea normală care produce gaze partenerului. Denumirea de cataclism derivă din faptul că variabilitatea depinde de comportamentul turbulent al gazului din sistemul stelar, cu schimbări rapide, explozii termonucleare și alte comportamente extreme. Tovarășul piticului alb este în mod normal un pitic roșu , deși în unele cazuri este un alt pitic alb sau o stea moderat evoluată ( subgigantă ). Câteva sute de variabile cataclismice sunt cunoscute până în prezent.

Cercetare

Variabilele cataclismice sunt relativ ușor de descoperit. Ele sunt de obicei obiecte foarte albastre, în timp ce majoritatea stelelor sunt roșii. Variabilitatea acestor sisteme este în general rapidă și mare. Alte proprietăți tipice sunt emisiile puternice de ultraviolete sau chiar raze X și liniile de emisii deosebite. În faza nova atrag atenția chiar și cel mai neexperimentat observator, deoarece devin mult mai strălucitori decât stelele din jur.

Cauzele variabilității

Cele două stele sunt atât de apropiate încât gravitatea piticii albe distorsionează cealaltă stea, care pierde gaze în favoarea însoțitorului său. Materia care cade pe pitica albă se dispune în general pe un disc de acumulare în jurul stelei. Materia încălzită a discului generează adesea radiații energetice ( ultraviolete și raze X ). Discul în sine este uneori instabil și o mică parte din el poate cădea brusc pe piticul alb, producând o nova pitică .

În timpul fazei de acumulare, materia continuă să se acumuleze pe suprafața piticului alb. Este în principal hidrogen , din care steaua donatoare este bogată. După un anumit timp, temperatura și densitatea stratului de hidrogen ating niveluri de natură să declanșeze reacții de fuziune nucleară , producând o explozie care învelește pitica albă. Luminozitatea sistemului crește brusc pentru câteva ore sau câteva zile pe măsură ce materia este evacuată în spațiul interstelar . Acest fenomen se numește nova ( latină pentru nou ), un termen inventat de astronomii din secolele trecute pentru a desemna stele necunoscute anterior, care au început brusc să strălucească și a fost păstrat pentru consistență istorică.

Odată ce faza nova s- a încheiat, acreția poate începe din nou ca înainte, până când se restabilesc condițiile pentru o altă explozie. Prin urmare, noile pot fi recurente , la intervale de câteva decenii sau secole.

Dacă materia crescută nu este expulzată în mod regulat, aceasta poate determina creșterea masei piticului alb până la limita Chandrasekhar , dincolo de care nu mai este capabilă să-și susțină propria greutate. Aceasta declanșează o supernovă de tip Ia, o explozie masivă în care pitica albă este distrusă.

Clasificare

Variabilele cataclismice sunt împărțite în diverse subgrupuri, numite după o stea reprezentativă strălucitoare: SS Cygni , U Geminorum , Z Camelopardalis , SU Ursae Majoris , AM Herculis , DQ Herculis , VY Sculptoris și SW Sextantis .

În unele cazuri câmpul magnetic al piticii albe deranjează discul de acumulare sau chiar împiedică formarea acestuia. Astfel de sisteme prezintă adesea o polarizare puternică și variabilă a luminii lor și, prin urmare, sunt numite polar intermediar (în cazul unui disc perturbat) sau polar (în cazul în care discul nu se poate forma). Cele două stele prototip pentru aceste clase variabile cataclismice sunt DQ Herculis și respectiv AM Herculis.