Kataklismik Değişen Yıldızlarda Madde Transferinin Bileşen Yıldızların Evrimine Etkisi

Year 2022, , 120 - 126, 31.12.2022

Dicle Zengin Çamurdan

https://doi.org/10.55064/tjaa.1090097

Abstract

Bileşenler arası madde transferinin gözlemlendiği ($10^{-11} - 10^{-9} M_{\odot}$/yıl) kataklismik değişen yıldızların (CV) uzun dönemli evrimi, yörünge açısal momentumunun kaybedilmesi ile sürdürülür ve bu süreç çiftin yörünge döneminde de önemli değişimlere yol açtığı gözlemlenmiştir. CV'lerin gözlemsel yörünge dönem dağılımlarının açıklamaya dayanan standart CV evrim modellerinde en çok kabul gören bozulmuş manyetik frenleme modeli açısal momentum kaybındaki ani değişimleri, kırmızı cüce bileşenin kütle transferine tepkisiyle ısısal dengesinin bozulması ile açıklamaya dayanmaktadır. Bileşenler arasındaki kütle transferi ile CV'lerin kısa yörünge dönemlerine doğru evrimi aslında ikinci bileşenin evrimsel durumu ile ilişkilidir. Diğer yönden aktarılan hidrojence zengin madde, beyaz cüce yüzeyi üzerinde birikir ve sonunda termonükleer kaçak olarak adlandırılan bir süreç ile nova patlamasına ve beyaz cücenin madde biriken atmosferinin bir kısmının atılmasına yol açar. Buna ek olarak kısa ve uzun dönemli madde toplanmasının beyaz cüce sıcaklığını etkilediği gözlemlenmiştir. Bu çalışmada CVlerdeki madde transferinin hem kırmızı cüce hem de beyaz cüce bileşen üzerindeki etkileri literatürdeki gelişmeler incelenerek ortaya konulmaya çalışılmıştır.

Keywords

stars:binaries, stars:novae,cataclysmic variable, accretion

The Effects of Mass Transfer on The Evolution of Component Stars in Cataclysmic Variables

Abstract

The long-term evolution of cataclysmic variables (CV), which mass transfer is observed between components ($10^{-11} - 10^{-9} M_{\odot}$/year), is driven by angular momentum loss and this process leads to significant orbital period change in the system. The motivation for the development of standard CV evolution model is the need to explain the observed orbital period distribution and the recognized disrupted magnetic breaking model is based on explaining a sudden change in the angular momentum loss rate indicate that the donor stars driven out of thermal equilibrium. The evolution to shorter orbital period due to the mass transfer is related with the evolutionary status of the donor star. Moreover, the hydrogen rich mass is accreted on to the white dwarf and eventually, a thermo-nuclear runaway occurs leading to a nova outburst by the ejection of most of the accumulated envelope. Additionally, the observations show that the effective temperature of white dwarf is affected by short-term and long-term mass accretion. In this study, we reviewed a comprehensive relevant recent literature in order to present the effects of the mass transfer in CVs on the red dwarf and white dwarf companion stars.

Keywords

stars:binaries, stars:novae,cataclysmic variable, accretion

References

• Araujo-Betancor S., Gänsicke B. T., Long K. S., Beuermann K., de Martino D., Sion E. M., Szkody P., 2005, ApJ, 622, 589
• Baraffe I., Kolb U., 2000, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 318, 354
• Belloni D., Schreiber M. R., Zorotovic M., Iłkiewicz K., Hurley J. R.,Giersz M., Lagos F., 2018, MNRAS, 478, 5626
• Belloni D., Schreiber M. R., Pala A. F., Gänsicke B. T., Zorotovic M., Rodrigues C. V., 2020, MNRAS, 491, 5717
• Chabrier G., Gallardo J., Baraffe I., 2007, Astronomy & Astrophysics, 472, L17
• Cropper Mark, 1990, Space Science Reviews, 54, 195
• Donati J. F., et al., 2008, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 390, 545
• Durney B. R., Latour J., 1978, Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics, 9, 241, ADS
• Ferrario L., de Martino D., Gänsicke B. T., 2015, Space Sci. Rev., 191, 111
• Gänsicke B. T., 2000, Reviews in Modern Astronomy, 13, 151, ADS
• Gänsicke B. T., Szkody P., Howell S. B., Sion E. M., 2005, ApJ, 629, 451
• Gänsicke B. T., et al., 2009, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 397, 2170
• Hellier Coel., 2001, Cataclysmic Variable Stars, Book
• Hernández Santisteban J. V., Knigge C., Pretorius M. L., Sullivan M., Warner B., 2018, MNRAS, 473, 3241
• Hillman Y., Prialnik D., Kovetz A., Shara M. M., 2015, MNRAS, 446, 1924
• Hillman Y., Prialnik D., Kovetz A., Shara M. M., 2016, The Astrophysical Journal, 819, 168
• Howell S. B., 2001, Publications of the Astronomical Society of Japan, 53, 675
• Howell S. B., Nelson L. A., Rappaport S., 2001, The Astrophysical Journal, 550, 897
• Kalomeni B., Nelson L., Rappaport S., Molnar M., Quintin J., Yakut K., 2016, ApJ, 833, 83
• Kawka A., et al., 2021, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 507, L30
• Kepler S. O., Kleinman S. J., Nitta A., Koester D., Castanheira B. G.,Giovannini O., Costa A. F. M., Althaus L., 2007, MNRAS, 375, 1315
• Knigge C., 2006, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 373, 484
• Knigge C., Baraffe I., Patterson J., 2011, The Astrophysical Journal, 194, 28
• Koester D., 1979, Astronomy & Astrophysics, 72, 376, ADS
• Kolb U., Baraffe I., 1999, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 309, 1034
• Liebert J., Bergeron P., Holberg J. B., 2005, The Astrophysical Journal, 156, 47
• Littlefair S. P., Dhillon V. S., Marsh T. R., Gänsicke B. T., Southworth J., Baraffe I., Watson C. A., Copperwheat C., 2008, MNRAS, 388, 1582
• Livio M., Pringle J. E., 1994, The Astrophysical Journal, 427, 956
• MacGregor K. B., Charbonneau P., 1997, The Astrophysical Journal, 486, 484
• McAllister M., et al., 2019, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 486, 5535
• McDermott P. N., Taam R. E., 1989, The Astrophysical Journal, 342, 1019
• Meintjes P. J., 2004, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 352, 416
• Morin J., Donati J. F., Petit P., Delfosse X., Forveille T., Jardine M. M., 2010, MNRAS, 407, 2269
• Paczynski B., 1976, in Eggleton P., Mitton S., Whelan J., eds, Vol. 73, Structure and Evolution of Close Binary Systems. p. 75
• Paczynski B., Sienkiewicz R., 1981, The Astrophysical Journal, 248, L27
• Pala A. F., et al., 2017, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 466, 2855
• Pala A. F., et al., 2019, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 483, 1080
• Patterson J., 1984, The Astrophysical Journal, 54, 443
• Patterson J., 1998, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 110, 1132
• Pretorius M. L., Knigge C., Schwope A. D., 2013, MNRAS, 432, 570
• Prialnik D., Kovetz A., 1995, The Astrophysical Journal, 445, 789
• Rappaport S., Verbunt F., Joss P. C., 1983, The Astrophysical Journal, 275, 713
• Reiners A., Basri G., 2008, The Astrophysical Journal, 684, 1390
• Reiners A., Basri G., 2009, Astronomy & Astrophysics, 496, 787
• Reiners A., Basri G., 2010, The Astrophysical Journal 710, 924
• Ritter H., 1987, Mem. Soc. Astron. Italiana, 58, 133, ADS
• Ritter H., Kolb U., 2003, VizieR Online Data Catalog, p. V/113A, ADS
• Ritter H., Kolb U., 2011, VizieR Online Data Catalog, p. B/cb, ADS
• Schreiber M. R., Zorotovic M., Wijnen T. P. G., 2016, MNRAS, 455, L16
• Seward F. D., Charles P. A., 2010, Exploring the X-ray Universe
• Sion E. M., 2012, Journal of Astronomy and Space Sciences, 29, 169
• Sion E. M., Gänsicke B. T., Long K. S., Szkody P., Knigge C.,Hubeny I., deMartino D., Godon P., 2008, ApJ, 681, 543
• Spruit H. C., Ritter H., 1983, Astronomy & Astrophysics, 124, 267, ADS
• Szkody P., Gänsicke B. T., Sion E. M., Howell S. B., 2002, ApJ, 574, 950
• Taam R. E., Flannery B. P., Faulkner J., 1980, The Astrophysical Journal, 239, 1017
• Townsley D. M., Bildsten L., 2004, The Astrophysical Journal, 600, 390
• Verbunt F., Zwaan C., 1981, Astronomy & Astrophysics, 100, L7, ADS
• Warner B., 1973, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 162, 189
• Warner B., 2003, Cataclysmic Variable Stars, doi:10.1017/CBO9780511586491.
• Webbink R. F., Wickramasinghe D. T., 2002, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 335, 1
• Weber E. J., Davis Leverett J., 1967, The Astrophysical Journal, 148, 217
• Wijnen T. P. G., Zorotovic M., Schreiber M. R., 2015, Astronomy & Astrophysics, 577, A143
• Willems B., Kolb U., Sandquist E. L., Taam R. E., Dubus G., 2005, The Astrophysical Journal, 635, 1263