太陽系の中心にある星である私たちの太陽は、かなり孤独です。最も近い星であるプロキシマ ケンタウリは、4 光年以上離れています。
銀河のほとんどの星は同じではありません。代わりに、星の 85% が連星系 (互いに近くを周回する 2 つ以上の星のグループ) で発生します。
これらの連星系は、2 つの星系から複雑な運動パターンで互いに周回する 4 つの星を含む 4 つの星系まで、さまざまな組み合わせで発生する可能性があります。
激変変光星系は、最も興味深い種類の連星の 1 つです。これらは、白色矮星と、そのパートナーに着実に質量を失っているドナー星の 2 つの構成要素を持つ連星系です。
激変変光星とは
大変動変光星 (CV) システムでは、1 つの星は常に白色矮星です。これは、太陽とほぼ同じ質量が地球のサイズに詰め込まれた崩壊した星です。もう 1 つの星は、一般的に太陽のような赤色矮星ですが、一般的に温度が低く、質量も小さくなります。
2 つの星は非常に近い軌道で一緒に固定されており、数時間ごとに互いに完全に周回しています。両方の星が非常に接近しているため、ほとんどの CV システムが占有するスペースは太陽全体よりも小さくなっています。
CV系星はすべて地球から離れたところにあります。これは、近い軌道を持つこれらの星と相まって、システムの写真をかなりつまらないものにします。なんで？両方の星が単一の光点として表示されます。
CV システムの芸術的な描写は、Web 上で広く入手できます。これらは、これらの星が間近でどのように見えるかをよりよく示しています。
CV システムは、観測可能な宇宙全体に存在し、さまざまな多様な構成になる可能性があります。
現在までに、科学者は 200 を超える CV システムを観察しており、常に新しい CV システムを発見しています。 CV システムは非常に多様であるため、新しいシステムの発見は、多くの場合、CV システムに対する科学の認識と、それらが実証できる特性を再形成する可能性があります。
激変する可変降着円盤
CV システムの赤い星が白い星に非常に近いため、潮汐によって歪んでいます。白い星が赤い星に及ぼす重力により、ガスが赤い星から白い矮星に落ちます。
このガスは白い星に直接落ちることはできません。角運動量が保存されるため、白色矮星が強い磁場を持たない限り、ガスは白色矮星の周りに降着円盤と呼ばれる円盤を形成します。
ほとんどの CV システムでは、白色矮星は強い磁場を持っていません。ただし、矮星が強い磁場を持っている場合、他の興味深い効果が発生する可能性がありますが、それについては以下で詳しく説明します.
降着円盤内のガスは、星に直接落ちるのに十分な重力位置エネルギーを失うまで、白色矮星に向かってゆっくりと螺旋状に下降します。
白色矮星への粒子の流れは乱流です。つまり、円盤内の粒子は定期的に互いに衝突します。これらの衝突は摩擦と熱を発生させ、円盤をより明るく輝かせます。
摩擦はまた、白色矮星への粒子の移動を加速し、追加の摩擦とエネルギーを生み出し、その結果、円盤がより熱くなり、明るくなります。
その結果、CV 降着円盤は非常に明るくエネルギーが高く、通常、CV 系の両方の星よりも明るく輝いています。
さまざまなタイプの激変変数システム
降着円盤を備えた CV システムには、いくつかの異なる形式があります。
新星
最初に発見された CV システムは新星でした。もともと新星ステラ (「新しい星」) と呼ばれていたこれらの星系は、明るさの極端な変化が特徴で、天文学者の注目を集めました。
新星系にはバーストがあり、明るさを 6 から 19 等級まで上げることができます。つまり、1 億倍から 1500 万倍明るくなります。これらの爆発は、白色矮星の表面の降着円盤物質によって生成された熱核爆発によって引き起こされます。
ほとんどの既知の新星は、単一の新星爆発しか起こしていませんが、いくつかは、複数回の爆発を起こした反復新星です。
ドワーフ ノヴァエ
矮新星は典型的な新星に似ていますが、バーストの頻度ははるかに高く、強度もはるかに低く、CV システムの明るさはわずか 6 倍から 100 倍になります。ただし、これらの爆発は、非矮新星で見られるものよりもはるかに頻繁に発生します。
一般に、矮新星がバーストを経験する頻度が高いほど、バーストの強度は低くなります。矮新星の中には、2 日おきに爆発を起こすものもあれば、30 年ごとに新星爆発と同程度の規模で爆発を起こすものもあります。
Nova のような変数
これらの系は矮新星に似ていますが、爆発は起こしません。その結果、それらの明るさは非常に一貫しており、通常は平均レベルからわずかにしか変化しません。
天文学者は、降着円盤を介した質量の移動がほぼ安定した速度で行われるため、これらのシステムでは爆発が発生しないと考えています。ただし、この移動率は他の CV システムに比べて高く、結果として生じる降着円盤は非常に明るいことを意味します。
SW セクスタンティス スター
降着円盤移動率が最も高い変光星である SW 六分儀星は、多くの異常な特性を示します。たとえば、これらの星はエッジ オン システムです。空間での向きのため、横から見ています。
通常のエッジ オン CV システムでは、二重ピークの輝線が見られます。これは、円盤の半分のガスがあなたに向かって移動しているため、青方偏移が発生し、別の半分が遠ざかり、赤方偏移を引き起こしているためです。ただし、SW 六分儀星は単一ピークの輝線を示します。
磁気 CV
場合によっては、激変変光星系の白色矮星は強力な磁場を持っています。この電場は、通常であれば降着円盤を形成するイオン化された物質を破壊します。物質はイオン化されているため、重力場の線を横切ることができず、代わりにそれらの周りを強制的に回転させられます.
その結果、ドナー星からのガスは、白色矮星の重力場の線に沿って流れます。次に、ドワーフの磁極に向かって直接流れます。
白色矮星の極で生成された小さな降着領域は、典型的な降着円盤ほど大きくも明るくもありませんが、それでも CV システムの全体的な光の大部分を生成できます。
これらの降着領域は、かなりの X 線放出も生成します。 X 線衛星はこれらの放射を検出できるため、科学者は新しい磁気 CV システムを特定できます。
マグネティック CV のタイプ
極システムと呼ばれるいくつかの磁気CVシステムでは、白色矮星の磁場が非常に強いため、降着円盤が形成できません。極座標系により、科学者は高密度プラズマと非常に強い磁場の間の相互作用を観察できます。
これらのシステムのもう 1 つの際立った特徴は、生成される光が直線偏光と円偏光の両方であることです。これが、生成される光が自然光とは異なるため、「極システム」という名前が付けられた理由です。
科学者たちは、中間極系の白色矮星は、従来の極 CV システムの白色矮星よりも弱い磁場を持っている可能性があると考えています。
磁場が弱いと、極系とは異なり、降着円盤が形成されます。しかし、まだ白色矮星の磁場が円盤を遮っており、円盤の内縁と白色矮星の間に隙間ができています。
一部の科学者は、ドナーが縮小し、2 つの星の間の距離が小さくなるにつれて、中間の極星が最終的に極星に進化する可能性があると考えています。時間が経つにつれて、星が近づくにつれて、降着円盤は消えるまでサイズが小さくなります.
激変変数について学べること
大変動変光星は、非常に多様な連星系のグループです。それらは、赤色矮星、白色矮星、および（通常は）明るい降着円盤の組み合わせによって即座に識別できます。
すべてのシステムにはドナー星と白色矮星が含まれますが、システムの詳細は大きく異なる場合があります。白色矮星が強い磁場を持つCVは、非常に珍しい特性を持つ可能性があります。
また、科学者は常に新しい CV を発見しています。科学者たちは、新星、矮新星、極系など、いくつかのタイプのCVがすでに特定されていることをすでに特定しています。追加の CV の発見により、科学者は新しい CV カテゴリを作成するよう促される可能性があります。
