Sao biến quang thảm khốc và Novae

Trong một sao biến quang thảm khốc, một sao lùn trắng hút khí từ một sao đồng hành gần, và vật chất bồi tụ có thể bùng nổ, trong sự bất ổn định của đĩa dưới dạng các đợt bùng phát của sao lùn nova hoặc trong một vụ nổ nhiệt hạch làm cho ngôi sao sáng hơn hàng nghìn lần trong thời gian ngắn dưới dạng một nova cổ điển.

Definition

Sao biến quang thảm khốc là các hệ sao đôi gần trong đó một sao lùn trắng bồi tụ vật chất từ một sao đồng hành lấp đầy thùy Roche, và novae là các vụ bùng nổ, được thúc đẩy bởi sự bất ổn định của đĩa bồi tụ hoặc bởi sự bùng nổ nhiệt hạch trên sao lùn trắng, làm cho các hệ thống này sáng lên đáng kể.

Scope

Chủ đề này bao gồm cấu trúc của các hệ sao đôi biến quang thảm khốc, đĩa bồi tụ hình thành xung quanh sao lùn trắng, các đợt bùng phát bất ổn định đĩa của sao lùn nova, sự bùng nổ nhiệt hạch trên bề mặt sao lùn trắng tạo ra các nova cổ điển và nova tái phát, và mối liên hệ của các hệ thống này với các tiền thân siêu tân tinh loại Ia.

Core questions

• Một sao biến quang thảm khốc được tạo thành từ cái gì?
• Tại sao các sao lùn nova trải qua các đợt bùng phát tái diễn?
• Điều gì gây ra một vụ phun trào nova cổ điển?
• Các hệ thống này liên kết với siêu tân tinh loại Ia như thế nào?

Key concepts

• đĩa bồi tụ
• tràn thùy Roche
• sao lùn nova
• bất ổn định đĩa
• nova cổ điển
• bùng nổ nhiệt hạch
• nova tái phát

Key theories

Bồi tụ và các đợt bùng phát bất ổn định đĩa

Khí được chuyển từ sao đồng hành tạo thành một đĩa bồi tụ nóng xung quanh sao lùn trắng; một sự bất ổn định trong đĩa, trong đó khí chuyển đổi giữa trạng thái độ nhớt thấp và cao, gây ra sự sáng lên tái diễn được thấy ở các sao lùn nova.

Bùng nổ nhiệt hạch và các nova cổ điển

Vật chất giàu hydro tích tụ trên sao lùn trắng bị nén và nung nóng cho đến khi nó bùng cháy trong một vụ bùng nổ nhiệt hạch, đẩy ra một lớp vỏ khí đã được xử lý và làm sáng hệ thống lên rất nhiều; nếu sự bồi tụ như vậy làm cho sao lùn trắng phát triển đến giới hạn Chandrasekhar, nó có thể trở thành tiền thân của siêu tân tinh loại Ia.

Mechanisms

Sao đồng hành tràn thùy Roche của nó và cung cấp khí thông qua một đĩa bồi tụ vào sao lùn trắng, giải phóng năng lượng hấp dẫn. Một sự bất ổn định nhiệt-nhớt trong đĩa đổ vật chất đã tích trữ vào sao lùn trắng trong các đợt bùng phát của sao lùn nova, trong khi sự tích tụ ổn định của hydro trên bề mặt sao lùn trắng cuối cùng bùng cháy trong một vụ bùng nổ nhiệt hạch cung cấp năng lượng cho một vụ phun trào nova cổ điển.

Clinical relevance

Sao biến quang thảm khốc là các phòng thí nghiệm gần để nghiên cứu vật lý bồi tụ và sự bất ổn định của đĩa cũng hoạt động xung quanh các sao neutron và lỗ đen; novae đóng góp vào quá trình tổng hợp hạt nhân thiên hà của một số đồng vị nhất định, và các sao lùn trắng bồi tụ là những tiền thân ứng cử viên hàng đầu của các siêu tân tinh loại Ia được sử dụng trong vũ trụ học.

History

Kraft đã xác định vào những năm 1960 rằng các sao biến quang thảm khốc là các hệ sao đôi gần chứa một sao lùn trắng, hình ảnh đĩa bồi tụ và mô hình bất ổn định đĩa của sao lùn nova được phát triển vào những năm 1970 và 1980, và lý thuyết bùng nổ nhiệt hạch của các nova cổ điển đã được Starrfield và các cộng sự nghiên cứu.

Debates

Kênh đơn suy thoái cho siêu tân tinh loại Ia

Việc liệu các sao lùn trắng bồi tụ trong các hệ thống giống sao biến quang thảm khốc có phát triển đến khối lượng Chandrasekhar và phát nổ như siêu tân tinh loại Ia hay không, hay liệu hầu hết các sự kiện loại Ia thay vào đó đến từ sự hợp nhất của các sao lùn trắng, vẫn là một câu hỏi mở với những hàm ý cho việc sử dụng chúng làm công cụ vũ trụ học.

Key figures

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

Seminal works

• warner1995
• starrfield2016

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa sao lùn nova và nova cổ điển là gì?

Một sao lùn nova sáng lên vừa phải và lặp đi lặp lại do sự bất ổn định trong đĩa bồi tụ đổ vật chất vào sao lùn trắng, trong khi một nova cổ điển là một vụ phun trào lớn hơn nhiều, hiếm hơn do một vụ nổ nhiệt hạch của hydro tích tụ trên bề mặt sao lùn trắng.

Một nova có phá hủy ngôi sao không?

Không, một nova cổ điển chỉ đẩy ra lớp bề mặt đã trải qua sự bùng nổ nhiệt hạch; sao lùn trắng và sao đồng hành của nó vẫn tồn tại, vì vậy quá trình bồi tụ tiếp tục và hệ thống có thể bùng nổ trở lại, với một số nova tái phát làm như vậy trong vòng vài thập kỷ.