Variables Cataclísmicas y Novas

En una variable cataclísmica, una enana blanca atrae gas de una compañera cercana, y el material en acreción puede erupcionar, en inestabilidades de disco como estallidos de novas enanas o en un destello termonuclear que brevemente hace que la estrella brille miles de veces más como una nova clásica.

Definition

Las variables cataclísmicas son binarias cercanas en las que una enana blanca acreta materia de una compañera que llena su lóbulo de Roche, y las novas son las erupciones, impulsadas por inestabilidades del disco de acreción o por un escape termonuclear en la enana blanca, que hacen que dichos sistemas brillen drásticamente.

Scope

El tema abarca la estructura de las binarias de variables cataclísmicas, el disco de acreción que se forma alrededor de la enana blanca, los estallidos por inestabilidad de disco de las novas enanas, el escape termonuclear en la superficie de la enana blanca que produce las novas clásicas y recurrentes, y la conexión de estos sistemas con los progenitores de supernovas de tipo Ia.

Core questions

• ¿De qué está hecha una variable cataclísmica?
• ¿Por qué las novas enanas experimentan estallidos recurrentes?
• ¿Qué causa una erupción de nova clásica?
• ¿Cómo se vinculan estos sistemas con las supernovas de tipo Ia?

Key concepts

• disco de acreción
• desbordamiento del lóbulo de Roche
• nova enana
• inestabilidad de disco
• nova clásica
• escape termonuclear
• nova recurrente

Key theories

Acreción y estallidos por inestabilidad de disco

El gas transferido de la compañera forma un disco de acreción caliente alrededor de la enana blanca; una inestabilidad en el disco, en la que el gas alterna entre estados de baja y alta viscosidad, causa los brillos recurrentes observados en las novas enanas.

Escape termonuclear y novas clásicas

El material rico en hidrógeno que se acumula en la enana blanca se comprime y calienta hasta que se enciende en un escape termonuclear, eyectando una capa de gas procesado y aumentando enormemente el brillo del sistema; si dicha acreción hace crecer la enana blanca hacia el límite de Chandrasekhar, puede convertirse en un progenitor de supernova de tipo Ia.

Mechanisms

La compañera desborda su lóbulo de Roche y alimenta de gas, a través de un disco de acreción, a la enana blanca, liberando energía gravitacional. Una inestabilidad térmico-viscosa en el disco descarga la materia almacenada sobre la enana blanca en estallidos de novas enanas, mientras que la acumulación constante de hidrógeno en la superficie de la enana blanca finalmente se enciende en un escape que impulsa una erupción de nova clásica.

Clinical relevance

Las variables cataclísmicas son laboratorios cercanos para la física de acreción y las inestabilidades de disco que también operan alrededor de estrellas de neutrones y agujeros negros; las novas contribuyen a la nucleosíntesis galáctica de ciertos isótopos, y las enanas blancas en acreción son los principales candidatos a progenitores de las supernovas de tipo Ia utilizadas en cosmología.

History

Kraft estableció en la década de 1960 que las variables cataclísmicas son binarias cercanas que contienen una enana blanca; el modelo de disco de acreción y el modelo de inestabilidad de disco de las novas enanas se desarrollaron en las décadas de 1970 y 1980; y la teoría del escape termonuclear de las novas clásicas fue elaborada por Starrfield y colaboradores.

Debates

El canal de degenerado único para las supernovas de tipo Ia

Si las enanas blancas en acreción en sistemas similares a variables cataclísmicas crecen hasta la masa de Chandrasekhar y explotan como supernovas de tipo Ia, o si la mayoría de los eventos de tipo Ia provienen en cambio de fusiones de enanas blancas, sigue siendo una cuestión abierta con implicaciones para su uso como herramientas cosmológicas.

Key figures

• Robert Kraft
• Brian Warner
• Sumner Starrfield
• Jorge Sahade

Seminal works

• warner1995
• starrfield2016

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre una nova enana y una nova clásica?

Una nova enana brilla modestamente y de forma repetida debido a inestabilidades en el disco de acreción que descargan materia sobre la enana blanca, mientras que una nova clásica es una erupción mucho mayor y más rara causada por una explosión termonuclear de hidrógeno acumulado en la superficie de la enana blanca.

¿Una nova destruye la estrella?

No, una nova clásica eyecta solo la capa superficial que experimentó el escape termonuclear; la enana blanca y su compañera sobreviven, por lo que la acreción se reanuda y el sistema puede erupcionar de nuevo, con algunas novas recurrentes haciéndolo en cuestión de décadas.