Polar intermedio - Intermediate polar

Diagrama de un polar intermedio. La materia fluye desde la estrella compañera hacia un disco de acreción alrededor de la enana blanca, pero es interrumpida por el campo magnético de la enana blanca.

Un Polar Intermedio (también llamado Estrella DQ Herculis ) es un tipo de sistema estelar binario variable cataclísmico con una enana blanca y una estrella secundaria fría de secuencia principal . En la mayoría de las variables cataclísmicas, la materia de la estrella compañera es despojada gravitacionalmente por la estrella compacta y forma un disco de acreción a su alrededor. En los sistemas polares intermedios, se aplica el mismo escenario general, excepto que el disco interno es interrumpido por el campo magnético de la enana blanca.

El nombre "polar intermedio" se deriva de la fuerza del campo magnético de la enana blanca, que se encuentra entre el de los sistemas variables cataclísmicos no magnéticos y los sistemas fuertemente magnéticos. Los sistemas no magnéticos exhiben discos de acreción completos, mientras que los sistemas fuertemente magnéticos (llamados polares o sistemas AM Herculis ) exhiben solo corrientes de acreción que impactan directamente en la magnetosfera de la enana blanca.

Había 26 sistemas polares intermedios confirmados al 14 de abril de 2006. Esto representa aproximadamente el 1% de los 1.830 sistemas variables cataclísmicos totales presentados por Downes et al. (2006) en el Catálogo de Variables Cataclísmicas. Solo dos de ellos son más brillantes que la magnitud 15 como mínimo: el prototipo DQ Herculis y la inusual nova lenta GK Persei .

Estructura del sistema

En los sistemas polares intermedios, el material extraído de una estrella secundaria enana roja fluye hacia un disco de acreción alrededor de la enana blanca, pero el disco interno está truncado por el campo magnético de la enana blanca. En casos extremos, el disco se puede interrumpir por completo, aunque esto es poco común. En la región donde se trunca el disco, el gas en el disco comienza a viajar a lo largo de las líneas del campo magnético de la enana blanca, formando láminas curvas de material luminoso llamadas cortinas de acreción . El material del disco pasa a través de las cortinas y luego se acumula en la enana blanca cerca de uno de sus polos magnéticos.

Propiedades físicas

Los sistemas polares intermedios son potentes emisores de rayos X. Los rayos X son generados por partículas de alta velocidad de la corriente de acreción que forman un choque cuando caen sobre la superficie de la estrella enana blanca. A medida que las partículas se desaceleran y se enfrían antes de golpear la superficie de la enana blanca, se producen rayos X de bremsstrahlung que , posteriormente, pueden ser absorbidos por el gas que rodea la región de choque.

La intensidad del campo magnético de las enanas blancas en sistemas polares intermedios es típicamente de 1 millón a 10 millones de gauss (100 a 1000 teslas ). Esto es aproximadamente un millón de veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra y hacia el límite superior de la intensidad del campo magnético que se puede producir en un laboratorio en la Tierra, pero es mucho menor que la intensidad del campo magnético de las estrellas de neutrones . En la intersección de la corriente de acreción y la superficie de la enana blanca, se produce un punto caliente. Debido a que la enana blanca tiene un campo magnético dipolo , tendrá un punto caliente en cada uno de sus polos magnéticos. A medida que la enana blanca y su campo magnético dipolo giran, los puntos calientes también girarán.

Otras características definitorias de los polares intermedios incluyen una fuerte línea de emisión de Helio II a 468,6 nm y polarización circular , además de las periodicidades de la curva de luz que se describen a continuación.

Periodicidades de la curva de luz

La curva de luz de un polar intermedio puede mostrar varios tipos de cambios periódicos estables en el brillo. Una periodicidad está relacionada con el período orbital del sistema estelar binario. Los períodos orbitales de los polares intermedios confirmados oscilan entre 1,4 y 48 horas, con valores típicos entre 3 y 6 horas.

Una segunda señal periódica se origina en la rotación de la enana blanca que gira sobre su eje. La característica de observación que define más claramente a un polar intermedio es la existencia de una señal de período de espín que es más corta que el período orbital. Los períodos conocidos oscilan entre 33 y 4022 segundos. La causa física de las oscilaciones ópticas del período de giro generalmente se atribuye al aspecto cambiante de visualización de la cortina de acreción a medida que converge cerca de la enana blanca.

También suele estar presente una tercera periodicidad de la curva de luz, el período de banda lateral entre el período de giro y el período orbital.

Las tres señales periódicas se pueden medir tomando una transformada de Fourier de la curva de luz y produciendo un espectro de potencia . Los polares intermedios producen periodicidades de giro y banda lateral en longitudes de onda de rayos X, ultravioleta y óptica. Aunque la fuente de los períodos en las tres longitudes de onda es en última instancia el giro de la enana blanca, se cree que los mecanismos exactos para producir las periodicidades de alta energía y las periodicidades ópticas son diferentes.

Además de las oscilaciones estables, pueden aparecer oscilaciones inestables llamadas "oscilaciones cuasi-periódicas" y luego desaparecer después de unos pocos ciclos. Las oscilaciones cuasi-periódicas suelen tener períodos de entre 30 y 300 segundos.

Referencias

  • Coel Hellier (2001). Estrellas variables cataclísmicas: cómo y por qué varían . Springer Praxis. ISBN   978-1-85233-211-2 .

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