Variable cataclísmica

Diagrama de una variable cataclísmica.

Las variables cataclísmicas (también llamadas estrellas U Geminorum , comenzando por el nombre de la estrella prototipo) son una clase de estrellas variables intrínsecas, que consisten en una estrella binaria en la que un componente es una enana blanca , mientras que el otro es una estrella normal que produce gas. al socio. El nombre cataclísmico deriva del hecho de que la variabilidad depende del comportamiento turbulento del gas en el sistema estelar, con cambios rápidos, explosiones termonucleares y otros comportamientos extremos. La compañera de la enana blanca es normalmente una enana roja , aunque en algunos casos es otra enana blanca o una estrella moderadamente evolucionada ( subgigante ). Hasta la fecha se conocen varios cientos de variables cataclísmicas.

Investigar

Las variables cataclísmicas son relativamente fáciles de descubrir. Por lo general, son objetos muy azules, mientras que la mayoría de las estrellas son rojas. La variabilidad de estos sistemas es generalmente rápida y grande. Otras propiedades típicas son las fuertes emisiones ultravioleta o incluso de rayos X , y las peculiares líneas de emisión . En la fase nova atraen la atención incluso del observador más inexperto, porque se vuelven mucho más brillantes que las estrellas circundantes.

Causas de variabilidad

Las dos estrellas están tan cerca que la gravedad de la enana blanca distorsiona a la otra estrella, que pierde gas a favor de su compañera. La materia que cae sobre la enana blanca generalmente se organiza en un disco de acreción alrededor de la estrella. La materia caliente del disco genera a menudo radiación energética ( ultravioleta y rayos X ). El disco en sí es a veces inestable y una pequeña porción puede caer repentinamente sobre la enana blanca, produciendo una nova enana .

Durante la fase de acreción, la materia continúa acumulándose en la superficie de la enana blanca. Es principalmente hidrógeno , del cual la estrella donante es rica. Después de cierto tiempo, la temperatura y la densidad de la capa de hidrógeno alcanzan niveles tales que desencadenan reacciones de fusión nuclear , produciendo una explosión que envuelve a la enana blanca. El brillo del sistema aumenta repentinamente durante unas horas o unos días a medida que se expulsa materia al espacio interestelar . Este fenómeno se llama nova ( nuevo en latín ), un término acuñado por astrónomos de siglos pasados para designar estrellas previamente desconocidas que de repente comenzaron a brillar, y se ha mantenido por coherencia histórica.

Una vez que finaliza la fase de nova , la acumulación puede comenzar de nuevo como antes, hasta que se restablezcan las condiciones para otra explosión. Por tanto, las novas pueden ser recurrentes , a intervalos de algunas décadas o siglos.

Si el aumento de materia no se expulsa con regularidad, puede hacer que la masa de la enana blanca aumente hasta el límite de Chandrasekhar , más allá del cual ya no puede soportar su propio peso. Esto desencadena una supernova tipo Ia, una explosión masiva en la que se destruye la enana blanca.

Clasificación

Las variables cataclísmicas se dividen en varios subgrupos, nombrados por una estrella representativa brillante: SS Cygni , U Geminorum , Z Camelopardalis , SU Ursae Majoris , AM Herculis , DQ Herculis , VY Sculptoris y SW Sextantis .

En algunos casos, el campo magnético de la enana blanca perturba el disco de acreción o incluso evita su formación. Dichos sistemas a menudo exhiben una polarización fuerte y variable de su luz y, por lo tanto, se denominan polares intermedios (en el caso de un disco alterado) o polares (en caso de que el disco no se pueda formar). Las dos estrellas prototipo para estas clases de variables cataclísmicas son DQ Herculis y AM Herculis, respectivamente.