Zwei von Astronomen untersuchte Zwischenpolare

Bericht vom 1. August 2023

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von Tomasz Nowakowski, Phys.org

Durch die Analyse der langfristigen, kontinuierlichen Photometrie mit hoher Kadenz des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA haben Astronomen UU Columbae und Swift J0939.7-3224 untersucht – zwei Zwischenpolare. Die Ergebnisse der Studie, die am 24. Juli auf dem Preprint-Server arXiv präsentiert wurden, liefern wichtige Erkenntnisse über die Eigenschaften dieser beiden Systeme.

Kataklysmische Variablen (CVs) sind Doppelsternsysteme, die aus einem Weißen Zwerg bestehen, der Material von einem normalen Sternbegleiter ansammelt. Sie erhöhen ihre Helligkeit unregelmäßig um einen großen Faktor und fallen dann wieder in den Ruhezustand ab. Polare sind eine Unterklasse katastrophaler Variablen, die sich von anderen CVs durch das Vorhandensein eines sehr starken Magnetfelds in ihren Weißen Zwergen unterscheiden.

In einigen CVs erfolgt die Akkretion durch eine abgestumpfte Akkretionsscheibe, wenn der Weiße Zwerg mäßig magnetisch ist. Diese Systeme werden als Intermediate Polars (IPs) bezeichnet. Beobachtungen haben gezeigt, dass sich der magnetische Weiße Zwerg in IPs asynchron mit der Umlaufperiode des Systems dreht und daher eine schnelle Oszillation mit der Spinperiode erzeugt. Daher könnte die Bestimmung der genauen Spinperiode und der präzisen Oszillations-Ephemeride der Schlüssel zur Aufdeckung der IP-Natur einiger CVs sein.

UU Columbae, kurz UU Col (Entdeckungsname: RX J0512.2-3241), wurde 1996 als weicher Röntgen-Zwischenpol in einer Entfernung von etwa 8.300 Lichtjahren identifiziert. Seine Umlauf- und Rotationsperioden wurden mit 3,45 Stunden bzw. 863 Sekunden gemessen. Das System weist polarisierte Variabilität auf, die höchstwahrscheinlich auf die Zyklotronemission von zwei Polen zurückzuführen ist.

Swift J0939.7-3224, oder kurz J0939, ist ein IP-Kandidat, der 2015 entdeckt wurde. Frühere Studien dieser Quelle haben vorläufig darauf hingewiesen, dass ihre Umlauf- und Rotationsperioden etwa 8,5 Stunden bzw. 2.670 Sekunden betragen.

Kürzlich beschloss ein Team von Astronomen unter der Leitung von Nikita Rawat vom Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES) in Indien, UU Col und J0939 mit TESS zu erforschen, um mehr Licht auf ihre Natur zu bringen.

Die Beobachtungen von UU Col zeigten kurzfristige Schwankungen, die mit langfristigen Schwankungen überlagert waren. Die gesammelten Daten ermöglichten es den Astronomen, die Umlauf- und Rotationsperioden dieses IP auf 3,46 Stunden bzw. 863,74 Sekunden zu revidieren. Es wurde festgestellt, dass die Schlagperiode von UU Col etwa 928 Sekunden betrug. Die Forscher stellten fest, dass ihre Ergebnisse im Allgemeinen darauf hindeuten, dass es sich bei diesem System um einen scheibengespeisten, dominierten Scheibenüberlauf-Akkretor handelt.

Bei J0939 zeigt die TESS-Lichtkurve ein klares Variabilitätsmuster. Die Umlauf- und Rotationsperioden wurden auf 8,49 Stunden bzw. 2671,8 Sekunden verfeinert. Darüber hinaus bestätigte das Vorhandensein einer Spinperiode im TESS-Leistungsspektrum von J0939 dessen IP-Natur.

Die Autoren der Arbeit berichten auch über das Fehlen einer Schwebungsfrequenz in J0939, was darauf hindeutet, dass es sich möglicherweise um einen rein scheibengespeisten Akkretor handelt. Um diese Annahme zu bestätigen, sind jedoch Röntgenbeobachtungen dieses Systems erforderlich.

Mehr Informationen: Nikita Rawat et al., Eine vorläufige Zeitanalyse zweier Zwischenpolaren: UU Col und Swift J0939.7-3224, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2307.12962

Zeitschrifteninformationen:arXiv

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