激変星と新星

激変星では、白色矮星が近接伴星からガスを引き込み、降着する物質が、矮新星のアウトバーストとして円盤不安定性で、あるいは古典新星として星を一時的に数千倍明るくする熱核フラッシュで、爆発することがあります。

Definition

激変星は、白色矮星がロッシュ・ローブを満たす伴星から物質を降着させる近接連星であり、新星は、降着円盤の不安定性または白色矮星上での熱核暴走によって引き起こされ、そのような系を劇的に明るくする爆発現象です。

Scope

このトピックは、激変星連星の構造、白色矮星の周りに形成される降着円盤、矮新星の円盤不安定性アウトバースト、古典新星および反復新星を引き起こす白色矮星表面での熱核暴走、そしてこれらの系とIa型超新星の起源との関連を扱います。

Core questions

• 激変星は何で構成されていますか？
• なぜ矮新星は繰り返しアウトバーストを起こすのですか？
• 古典新星の爆発は何が原因ですか？
• これらの系はどのようにIa型超新星と関連していますか？

Key concepts

• 降着円盤
• ロッシュ・ローブ溢流
• 矮新星
• 円盤不安定性
• 古典新星
• 熱核暴走
• 反復新星

Key theories

降着と円盤不安定性アウトバースト

伴星から移動したガスは、白色矮星の周りに高温の降着円盤を形成します。円盤内の不安定性により、ガスが低粘性状態と高粘性状態の間で切り替わることで、矮新星に見られる周期的な増光が引き起こされます。

熱核暴走と古典新星

白色矮星に蓄積された水素に富む物質は、圧縮され加熱されて熱核暴走が点火するまで続き、処理されたガスのシェルを放出し、系を非常に明るくします。もしこのような降着が白色矮星をチャンドラセカール限界まで成長させると、Ia型超新星の起源となる可能性があります。

Mechanisms

伴星はそのロッシュ・ローブを溢れさせ、降着円盤を介して白色矮星にガスを供給し、重力エネルギーを放出します。円盤内の熱粘性不安定性により、貯蔵された物質が矮新星アウトバーストとして白色矮星に放出される一方、白色矮星表面に水素が着実に蓄積されると、最終的に暴走反応が点火し、古典新星の爆発を引き起こします。

Clinical relevance

激変星は、中性子星やブラックホールの周りでも機能する降着物理学と円盤不安定性の近隣の実験室であり、新星は特定の同位体の銀河核合成に寄与し、降着する白色矮星は宇宙論で用いられるIa型超新星の主要な候補天体です。

History

クラフトは1960年代に激変星が白色矮星を含む近接連星であることを確立し、降着円盤の描像と矮新星の円盤不安定性モデルは1970年代から1980年代にかけて発展し、古典新星の熱核暴走理論はスターフィールドとその共同研究者によって解明されました。

Debates

Ia型超新星の単一縮退チャネル

激変星のような系で降着する白色矮星がチャンドラセカール質量まで成長し、Ia型超新星として爆発するのか、あるいはほとんどのIa型現象が白色矮星の合体から生じるのかは、未解決の問題であり、宇宙論的ツールとしての利用に影響を与えます。

Key figures

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

Seminal works

• warner1995
• starrfield2016

Frequently asked questions

矮新星と古典新星の違いは何ですか？

矮新星は、降着円盤の不安定性によって白色矮星に物質が放出されるために控えめに繰り返し増光するのに対し、古典新星は、白色矮星表面に蓄積された水素の熱核爆発によって引き起こされる、はるかに大規模で稀な爆発現象です。

新星は星を破壊しますか？

いいえ、古典新星は熱核暴走を起こした表面層のみを放出し、白色矮星とその伴星は生き残るため、降着が再開され、系は再び爆発する可能性があります。一部の反復新星は数十年以内に再爆発します。