Stillstandsverhalten bei ER UMa-Sternen

ER UMa Sterne sind eine spezielle Art von Zwergnova, die für ihr einzigartiges Verhalten bekannt sind. Diese Sterne gehören zur Kategorie der SU UMa Sterne und zeichnen sich durch sehr kurze Aktivitätszyklen aus, normalerweise unter 80 Tagen. Die kurzen Zyklen sind oft mit hohen Materietransferraten von einem Begleitstern verbunden. In einigen Fällen können diese Zyklen jedoch länger werden, wenn die Superausbrüche, die bedeutende Helligkeitssteigerungen sind, lange andauern und den Grossteil der Zyklusdauer in Anspruch nehmen.

Im Jahr 2020 zeigten zwei bemerkenswerte Sterne, RZ LMi und CM Mic, längere Zyklen wegen der Dauer ihrer Superausbrüche. Es ist wichtig, diese Situationen von anderen Systemen zu unterscheiden, die längere Zyklen, aber kürzere Ausbrüche haben. In einigen Fällen können die Ausbrüche regelmässig sein, während sie in anderen vielleicht überhaupt nicht häufig auftreten.

#Beobachtungen von Stillständen bei ER UMa Sternen

Eine kleine Anzahl von ER UMa Sternen wurde beobachtet, die Stillstände zeigen, ein Verhalten, das typischerweise mit einer anderen Gruppe von Zwergnova, den Z Cam Sternen, assoziiert wird. Stillstände treten auf, wenn ein Stern für eine gewisse Zeit eine konstante Helligkeit beibehält, anstatt seinen typischen Ausbruchszylus durchzulaufen.

Ein Beispiel ist RZ LMi, der zwischen 2016 und 2017 lange Superausbrüche zeigte. Der Lichtkurvenverlauf von RZ LMi während dieser Zeit wies Merkmale auf, die einem Stillstand in einem anderen Stern namens CR Boo ähnelten. 2011-2012 wurde BK Lyn zunächst als stabiler Stern angesehen, aber später als ER UMa Stern klassifiziert. BK Lyn trat wahrscheinlich 2005 in diesen Zustand ein, kehrte jedoch 2013 in einen stabilen Zustand zurück, was darauf hindeutet, dass er zwischen Verhaltensweisen wechseln kann.

Ein weiterer Stern, NY Ser, zeigte weniger regelmässige Zyklen mit kürzeren Intervallen, was auf eine gewisse Variabilität in seinem Verhalten hinweist. Obwohl er immer noch als verbunden mit ER UMa Sternen eingestuft wurde, zeigte er 2018 zwei Stillstände.

Andere Sterne wie MGAB-V859 und ZTF18abgjsdg zeigten ebenfalls Stillstandsphasen neben dem typischen Verhalten von ER UMa Sternen. WFI J161953.3 031909 ist ein weiteres Beispiel für ein eclipsing System, das sowohl Stillstands- als auch ER UMa Merkmale demonstriert.

#Materietransferraten und Auswirkungen von Stillständen

Es wird angenommen, dass ER UMa Sterne höhere Materietransferraten haben als es die Standardmodelle vorhersagen. Man vermutet, dass diese Sterne Nachkommen älterer Nova sind. Das Auftreten von Stillständen unterstützt die Theorie, dass diese Systeme Variationen in den Materietransferraten erfahren. Die Untersuchung, wie sich Stillstände entwickeln, kann Einblicke in die Veränderungen des Scheibenradius und des Drehimpulses im Akkretionsdisk geben, was ein ungelöstes Thema in diesem Forschungsfeld bleibt.

CM Mic wird als ein weiterer ER UMa Stern hervorgehoben, der Stillstandsverhalten zeigt. Zunächst als Weisser Zwerg klassifiziert, erregte er 2018 Aufmerksamkeit, als er aufgrund von Beobachtungen aus einer automatisierten Umfrage als Z Cam Stern identifiziert wurde. Weitere Analysen bestätigten ihn als ER UMa Stern.

#Datenanalyse von CM Mic

Um CM Mic zu studieren, wurden Daten aus verschiedenen Beobachtungsquellen, einschliesslich ASAS-SN und TESS, analysiert, um sein langfristiges Verhalten zu bewerten. TESS-Beobachtungen erfassten den frühen Teil eines Superausbruchs im Juli 2020, was es den Forschern ermöglichte, Superhumps zu analysieren, die kleine Helligkeitsschwankungen während Ausbrüchen sind.

Die Analyse ergab, dass CM Mic verschiedene Phasen durchlief, darunter eine Periode von Stillstand in 2017 und 2018, gefolgt von typischem ER UMa Verhalten von 2019 bis 2021. Die Superzyklen variierten von 49 bis 83 Tagen, was die variable Materietransferrate widerspiegelt. Der Stern zeigte 2015 Ausbrüche mit einer Zyklenlänge von 35 Tagen, aber dieses Muster schwächte sich 2016 ab, bevor er in Stillstandsphasen eintrat.

Im Jahr 2020 erlebte CM Mic kürzere Superzyklen, was auf einen Übergang von seinen vorherigen Mustern hinweist. Die Beobachtungen zeigten, dass das Objekt 2021 viele normale Ausbrüche hatte, aber mit variierenden Superzykluslängen.

#TESS-Beobachtungen und Superhumps

Die TESS-Beobachtungen während des Superausbruchs im Juli 2020 lieferten bedeutende Einsichten in das Verhalten von CM Mic. Die Daten deuteten auf die Bildung von Superhumps hin, wobei spezifische Perioden während der Analyse identifiziert wurden. Superhumps sind eng mit dem langfristigen Verhalten von Zwergnova verbunden und können Hinweise auf die zugrunde liegenden Prozesse geben.

Die Studie hob zwei Hauptphasen während der Entwicklung von Superhumps hervor, mit Variationen in Amplitude und Zyklenlänge. Die Superhump-Periode wurde auf etwa 0,080251 Tage festgelegt, mit einer Ableitung, die Veränderungen im Laufe der Zeit anzeigte. Das orbitale Signal, das weitere Einblicke bieten könnte, wurde jedoch in den verfügbaren Daten nicht erkannt.

#Langfristiges Verhalten anderer ER UMa Sterne

Auch mehrere andere ER UMa Sterne mit Stillstandsverhalten wurden analysiert. DDE 48 wurde als ein ER UMa-ähnliches Verhalten identifiziert, mit einem Stillstand, der zwischen Ende 2019 und Mitte 2020 aufgezeichnet wurde. MGAB-V728 zeigte ähnliche Merkmale, jedoch mit einem Stillstand in 2019.

MGAB-V3488 zeigte hauptsächlich das typische ER UMa Verhalten mit Perioden von Stillstand, während PS1-3PI J181732.65 101954.6 2020 in einen langen Stillstand eintrat. ZTF18abmpkbj und ZTF18abncpgs wiesen Variationen in ihren Zyklen auf, wobei beide zu verschiedenen Zeiten Stillstandsverhalten zeigten.

Trotz der unterschiedlichen Aktivitäten erlebte keiner dieser Sterne einen Superausbruch direkt nach einem langen Stillstand, was sich von dem Verhalten unterscheidet, das bei anderen Sternen wie NY Ser beobachtet wurde.

#Fazit und zukünftige Arbeiten

Zusammenfassend hat die Analyse von CM Mic und anderen ER UMa Sternen wertvolle Einblicke in das Verhalten dieser Himmelsobjekte geliefert. Die Daten deuten darauf hin, dass diese Sterne in der Lage sind, Stillstandsverhalten zu zeigen und dass dieses Phänomen mit Variationen in den Materietransferraten verbunden ist.

Die Untersuchung von Superhumps und ihren Perioden während Ausbrüchen hat neue Wege eröffnet, um die Dynamik dieser Sterne besser zu verstehen. Zukünftige Studien werden voraussichtlich darauf abzielen, das Verhalten dieser Systeme weiter zu charakterisieren und die zugrunde liegenden Mechanismen zu erkunden, die ihre Aktivitäten steuern.

Die laufende Analyse wird entscheidend sein, um die Komplexität der ER UMa Sterne aufzuklären und unser Gesamtverständnis von kataklysmischen Variablen und deren Evolution zu verbessern. Die fortlaufende Sammlung von Beobachtungsdaten wird unsere Einsichten vertiefen und möglicherweise neue Muster in diesen faszinierenden astronomischen Phänomenen aufdecken.