激变变星

白矮星和红矮星构成的短周期双星

激变 变星 (cataclysmic variable)是一颗 白矮星 (主星)和一颗近主序小质量 红矮星 ( 伴星 )构成的短周期 双星 。 双星系统 中,白矮星引力会扭曲伴星从伴星吸积物质,长久会让激变变星变成一类系统稳定但内部不平静的特殊变星。

2021年8月,媒体报道中国 LAMOST望远镜 成功捕获激变变星,相关研究成果在线发表于国际学术期刊《皇家天文学会月刊》。 

现象描述

激变 变星 ,是指一类具有双重身份的 天体 ,它既是双星又是变星。激变变星对于研究诸多恒星物理的前沿问题都具有得天独厚的优势。典型的激变变星的主星为 白矮星 , 伴星 通常是一颗晚型 主序星 ,特殊情况下也可能是一颗演化中的巨星甚至是一颗白矮星。

内容简介

激变 变星 (Cataclysmic Variables)顾名思义是一类在观测上变化奇特甚至是十分剧烈的变星。它们所有成员都是密近 双星系统 而不是通常的目视双星,并且按照 1955 年科帕尔(KOPAL)对物理双星的分类,它们都属于密近双星中的半相接双星。它们的伴星是一颗充满 双星系统 临界等引力势面( 洛希瓣 )的晚型巨星或主序星甚至是 矮星 ,而其主星是一颗由正常 恒星演化 到末期的 白矮星 。

观测观点

以观测的观点来看,激变 变星 很容易被发现。它们通常是相当蓝的 天体 ,而大多数的天体都是偏红的;这些系统的变化经长是相当强且快速的,强烈的紫外线甚至是X射线和一些特有的发射线是这类变星的典型产物。

内部关系

双星系统 的这两颗星非常靠近,以至于白矮星的引力可以扭曲 伴星 ,并且白矮星可以从伴星吸积物质。因此,伴星经常会被称为施主星,失去的物质会在 白矮星 的周围形成吸积盘,强烈的紫外线和X射线经常从吸积盘发射出来。吸积盘也是不稳定的,当盘内的部分物质落至 白矮星 时,会导致矮新星的爆发。

在吸积的过程中,物质在白矮星的表面累积。而因为施主星通常含有丰富的氢,在多数的情况下,吸积层最底部的密度和温度终将上升达到足够点燃 核聚变 的反应。反应在短时间内将数层体积内的氢燃烧成氦,外面的产物和数层的氢会被抛入星际空间内,这就被看成是新星的爆发。如果吸积的过程持续进行的足够久, 白矮星 的质量将会达到钱德拉塞卡极限,内部增加的密度可能点燃已经死寂的碳,融合并触发 Ia超新星 的爆炸,将白矮星完全的摧毁。

群组介绍

激变 变星 可以细分成几个次级的群组,经常是以一颗明亮的原型特征为典型为来命名。这些群组可能会有些重叠,包括 天鹅座 SS、双子座U、鹿豹座Z、大熊座SU、 武仙座AM 、 武仙座DQ 、 天蝎座 VY、猎犬座AM和 六分仪座 SW。

在某些情况下 白矮星 的 磁场 会强到足以打乱、甚至完全阻碍了吸积盘的形成。在强烈磁场下的可见光会显示出强烈和易变的极化,因此有时称为中度极化(在吸积盘只有部分被摧毁的情况)或高度极化(在阻碍吸积盘形成的情况下)。 变星 习惯以知名的原型星命名,高度极化和中度级化的分别被以相关的武仙座AM和武仙座DQ来命名。

分类介绍

C.Payne-GaP,hkin和Gaposchkin把具有周期性且非毁灭性爆发的变星称为激变变星(简称CV),并分类为:新星,爆后祈星,再发新星,矮新星,共生新星。其中矮新星、共生新星占大多数,并只在 银河系 内观测到,而新星不仅在银河系,在河外如 斐迪南·麦哲伦 云中也被观测到。

价值和意义

激变变星是一类自身系统演化稳定而在系统内部却不宁静的特殊变星。其一,它不像 超新星 或者γ爆那样稍纵即逝并且在瞬间华丽的天文现象之后改变了自身的本质而从一个物理状态变成了另一个完全不同的物理状态;其 二,它也不像正常的 主序星 和其他类型的 双星系统 那样稳定而没有大规模的爆发现象出现或者根本没有爆发存在。因此,对于它们进行长期的监测和研究对 天体 物理各个领域的发展具有不可估量的价值和意义。

研究发现

2021年8月29日,从 中国科学院星 国家天文台获悉,基于 LAMOST望远镜 (LAMOST)观测数据,研究人员发现了一颗十分罕见的新型激变 变星 。

参考资料

  1. 科技中国 www.techcn.com.cn 2012-08-10
  2. 激变变星——《天文学进展》——1991年第04期  mall.cnki.net 2012-08-16
  3. 主星会“吸星大法” 郭守敬望远镜发现罕见新型激变变星-新华网 新华网 2021-08-30