Variáveis Cataclísmicas e Novas

Em uma variável cataclísmica, uma anã branca atrai gás de uma companheira próxima, e o material em acreção pode entrar em erupção, em instabilidades de disco como explosões de nova anã ou em um flash termonuclear que brevemente torna a estrela milhares de vezes mais brilhante como uma nova clássica.

Definition

Variáveis cataclísmicas são binárias próximas nas quais uma anã branca acreta matéria de uma companheira que preenche seu lobo de Roche, e novas são as erupções, impulsionadas por instabilidades do disco de acreção ou por fuga termonuclear na anã branca, que fazem com que tais sistemas brilhem dramaticamente.

Scope

O tópico abrange a estrutura de binárias variáveis cataclísmicas, o disco de acreção que se forma ao redor da anã branca, as explosões de instabilidade de disco de novas anãs, a fuga termonuclear na superfície da anã branca que produz novas clássicas e recorrentes, e a conexão desses sistemas com progenitores de supernovas tipo Ia.

Core questions

• Do que é feita uma variável cataclísmica?
• Por que as novas anãs sofrem explosões recorrentes?
• O que causa uma erupção de nova clássica?
• Como esses sistemas estão ligados às supernovas tipo Ia?

Key concepts

• disco de acreção
• transbordamento do lobo de Roche
• nova anã
• instabilidade de disco
• nova clássica
• fuga termonuclear
• nova recorrente

Key theories

Acreção e explosões de instabilidade de disco

O gás transferido da companheira forma um disco de acreção quente ao redor da anã branca; uma instabilidade no disco, na qual o gás alterna entre estados de baixa e alta viscosidade, causa os brilhos recorrentes observados em novas anãs.

Fuga termonuclear e novas clássicas

O material rico em hidrogênio que se acumula na anã branca é comprimido e aquecido até que se inflame em uma fuga termonuclear, ejetando uma camada de gás processado e iluminando enormemente o sistema; se tal acreção faz a anã branca crescer em direção ao limite de Chandrasekhar, ela pode se tornar um progenitor de supernova tipo Ia.

Mechanisms

A companheira transborda seu lobo de Roche e alimenta gás através de um disco de acreção na anã branca, liberando energia gravitacional. Uma instabilidade térmico-viscosa no disco despeja matéria armazenada na anã branca em explosões de nova anã, enquanto o acúmulo constante de hidrogênio na superfície da anã branca eventualmente se inflama em uma fuga que impulsiona uma erupção de nova clássica.

Clinical relevance

Variáveis cataclísmicas são laboratórios próximos para a física de acreção e instabilidades de disco que também operam em torno de estrelas de nêutrons e buracos negros; as novas contribuem para a nucleossíntese galáctica de certos isótopos, e as anãs brancas em acreção são os principais candidatos a progenitores das supernovas tipo Ia usadas em cosmologia.

History

Kraft estabeleceu na década de 1960 que as variáveis cataclísmicas são binárias próximas contendo uma anã branca, a imagem do disco de acreção e o modelo de instabilidade de disco de novas anãs se desenvolveram nas décadas de 1970 e 1980, e a teoria da fuga termonuclear de novas clássicas foi elaborada por Starrfield e colaboradores.

Debates

O canal de degeneração única para supernovas tipo Ia

Se as anãs brancas em acreção em sistemas semelhantes a variáveis cataclísmicas crescem até a massa de Chandrasekhar e explodem como supernovas tipo Ia, ou se a maioria dos eventos tipo Ia provém de fusões de anãs brancas, permanece uma questão em aberto com implicações para o uso delas como ferramentas cosmológicas.

Key figures

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

Seminal works

• warner1995
• starrfield2016

Frequently asked questions

Qual é a diferença entre uma nova anã e uma nova clássica?

Uma nova anã brilha modestamente e repetidamente devido a instabilidades no disco de acreção que despejam matéria na anã branca, enquanto uma nova clássica é uma erupção muito maior e mais rara causada por uma explosão termonuclear de hidrogênio acumulado na superfície da anã branca.

Uma nova destrói a estrela?

Não, uma nova clássica ejeta apenas a camada superficial que sofreu a fuga termonuclear; a anã branca e sua companheira sobrevivem, então a acreção é retomada e o sistema pode entrar em erupção novamente, com algumas novas recorrentes fazendo isso em décadas.