出現時の共生星のダイナミクス
この研究は、共生星系における中性風の形成を調査してるよ。
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共生星は、冷たい巨星とコンパクトな星（通常は白色矮星）からなるユニークな天体システムだよ。これらのシステムは、数ヶ月から数年続く急激な明るさの増加、つまり大規模なアウトバーストを経験することがある。この論文では、これらのアウトバーストが共生星システムの軌道面に中性風の領域を形成する過程について探求しているんだ。
共生星の理解
共生星は、二つの成分の間で物質交換が行われることが特徴だよ。白色矮星は、巨星の星風から物質を取り込むんだ。時々、この取り込みのプロセスによって白色矮星の表面で不安定な核燃焼が引き起こされ、重要なアウトバーストにつながる。
アウトバースト中にはいくつかの現象が起きるんだ：
- 数等級の明るさの増加。
- 低速および高速の星風の生成。
- 場合によってはジェットの排出。
中性風の役割
この研究では、活発なフェーズ中に軌道面で中性風の領域が現れることがわかったよ。研究者たちは、特定のスペクトル線の周りの紫外線を分析して水素のコラム密度を測定することでこの中性風の存在を判定したんだ。特に、彼らは中性水素の存在に敏感なライマンアルファ線に焦点を当てた。
観察の要件
この現象を研究するために、研究者たちは食変光型の共生二重星を選んだんだ。これらは、一つの星が他の星の前を通過するシステムで、異なる軌道フェーズ中の明るさやスペクトルの変化を観察できるんだ。調査された対象には、BF Cyg、CI Cyg、YY Herなどが含まれていて、それぞれユニークなデータを提供している。
測定技術
研究者たちは、光が中性水素原子と相互作用する際に発生するレイリー散乱を使用したよ。彼らは白色矮星の近くで水素の密度を決定するために、どれだけ光が散乱されるかを分析した。この技術を用いて、軌道のさまざまな点での中性風の量を測定することができたんだ。
観察結果
結果は、星が軌道内での位置に応じて水素のコラム密度が大きく変化することを示したんだ。特に、彼らは次のことを発見した：
- 下接合点に向かう高いコラム密度は、軌道面に中性領域の存在を示している。
- 値は一般的な傾向に従っていて、赤色巨星の周りの中性風の一貫した構造を示唆している。
発見の意味
この中性風領域の出現は、共生システムのイオン化構造を変えるんだ。静穏期では、白色矮星の周りの環境は主にイオン化されているけど、活動期には、中性水素の存在がイオン化放射を密な風によって遮ることで冷却効果を示している。
非対称な風の分布
研究者たちは、巨星からの風が均一な分布を持たないことを観察したんだ。代わりに、密度は軌道フェーズによって変化し、非対称な構造を示唆している。この非対称性は他の星システムでも観察されていて、これらの相互作用する二重星に共通する特徴かもしれない。
結論
この研究は、アウトバースト中の共生星の挙動について新しい洞察をもたらしたよ。軌道面における中性風の検出は、二つの星の相互作用とシステム全体のダイナミクスを理解する上で重要な意味を持つ。
今後の研究は、これらのシステムの挙動をより詳細にモデリングすることに焦点を当てるだろうし、古典的なノヴァ爆発などの広範な現象に光を当てる手助けになるかもしれない。この発見は、二重星システムにおける質量移動プロセスや、時間とともに進化する過程の理解を深めることにつながるかも。
今後の方向性
この研究の結果に基づいて、次のステップには以下が含まれる可能性があるよ：
- 異なる特性を持つより多くの共生星を対象に範囲を広げること。
- 観察された非対称性を説明するために風のダイナミクスのモデルをさらに洗練させること。
- 中性風の存在が長期間にわたって星システム全体にどのような影響を与えるかを調査すること。
これらの努力は、共生星やそのユニークな挙動、特にアウトバースト中の理解をより包括的なものにすることにつながるかもしれない。
タイトル: The emergence of a neutral wind region in the orbital plane of symbiotic binaries during their outbursts
概要: Accretion of mass onto a white dwarf (WD) in a binary system can lead to stellar explosions. If a WD accretes from stellar wind of a distant evolved giant in a symbiotic binary, it can undergo occasional outbursts in which it brightens by several magnitudes, produces a low- and high-velocity mass-outflow, and, in some cases, ejects bipolar jets. In this paper, we complement the current picture of these outbursts by the transient emergence of a neutral region in the orbital plane of symbiotic binaries consisting of wind from the giant. We prove its presence by determining H$^0$ column densities ($N_{\rm H}$) in the direction of the WD and at any orbital phase of the binary by modeling the continuum depression around the Ly$\alpha$ line caused by Rayleigh scattering on atomic hydrogen for all suitable objects, i.e., eclipsing symbiotic binaries, for which a well-defined ultraviolet spectrum from an outburst is available. The $N_{\rm H}$ values follow a common course along the orbit with a minimum and maximum of a few times $10^{22}$ and $10^{24}$ cm$^{-2}$ around the superior and inferior conjunction of the giant, respectively. Its asymmetry implies an asymmetric density distribution of the wind from the giant in the orbital plane with respect to the binary axis. The neutral wind is observable in the orbital plane due to the formation of a dense disk-like structure around the WD during outbursts, which blocks ionizing radiation from the central burning WD in the orbital plane.
著者: Augustin Skopal
最終更新: 2023-05-07 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2305.04220
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2305.04220
ライセンス: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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