Kataklismik Değişen Yıldızlarda Madde Transferinin Bileşen Yıldızların Evrimine Etkisi

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

• 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

1. Araujo-Betancor S., Gänsicke B. T., Long K. S., Beuermann K., de Martino D., Sion E. M., Szkody P., 2005, ApJ, 622, 589
2. Baraffe I., Kolb U., 2000, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 318, 354
3. Belloni D., Schreiber M. R., Zorotovic M., Iłkiewicz K., Hurley J. R.,Giersz M., Lagos F., 2018, MNRAS, 478, 5626
4. Belloni D., Schreiber M. R., Pala A. F., Gänsicke B. T., Zorotovic M., Rodrigues C. V., 2020, MNRAS, 491, 5717
5. Chabrier G., Gallardo J., Baraffe I., 2007, Astronomy & Astrophysics, 472, L17
6. Cropper Mark, 1990, Space Science Reviews, 54, 195
7. Donati J. F., et al., 2008, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 390, 545
8. Durney B. R., Latour J., 1978, Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics, 9, 241, ADS

9. Ferrario L., de Martino D., Gänsicke B. T., 2015, Space Sci. Rev., 191, 111
10. Gänsicke B. T., 2000, Reviews in Modern Astronomy, 13, 151, ADS
11. Gänsicke B. T., Szkody P., Howell S. B., Sion E. M., 2005, ApJ, 629, 451
12. Gänsicke B. T., et al., 2009, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 397, 2170
13. Hellier Coel., 2001, Cataclysmic Variable Stars, Book
14. Hernández Santisteban J. V., Knigge C., Pretorius M. L., Sullivan M., Warner B., 2018, MNRAS, 473, 3241
15. Hillman Y., Prialnik D., Kovetz A., Shara M. M., 2015, MNRAS, 446, 1924
16. Hillman Y., Prialnik D., Kovetz A., Shara M. M., 2016, The Astrophysical Journal, 819, 168
17. Howell S. B., 2001, Publications of the Astronomical Society of Japan, 53, 675
18. Howell S. B., Nelson L. A., Rappaport S., 2001, The Astrophysical Journal, 550, 897
19. Kalomeni B., Nelson L., Rappaport S., Molnar M., Quintin J., Yakut K., 2016, ApJ, 833, 83
20. Kawka A., et al., 2021, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 507, L30
21. 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
22. Knigge C., 2006, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 373, 484
23. Knigge C., Baraffe I., Patterson J., 2011, The Astrophysical Journal, 194, 28
24. Koester D., 1979, Astronomy & Astrophysics, 72, 376, ADS
25. Kolb U., Baraffe I., 1999, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 309, 1034
26. Liebert J., Bergeron P., Holberg J. B., 2005, The Astrophysical Journal, 156, 47
27. 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
28. Livio M., Pringle J. E., 1994, The Astrophysical Journal, 427, 956
29. MacGregor K. B., Charbonneau P., 1997, The Astrophysical Journal, 486, 484
30. McAllister M., et al., 2019, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 486, 5535
31. McDermott P. N., Taam R. E., 1989, The Astrophysical Journal, 342, 1019
32. Meintjes P. J., 2004, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 352, 416
33. Morin J., Donati J. F., Petit P., Delfosse X., Forveille T., Jardine M. M., 2010, MNRAS, 407, 2269
34. Paczynski B., 1976, in Eggleton P., Mitton S., Whelan J., eds, Vol. 73, Structure and Evolution of Close Binary Systems. p. 75
35. Paczynski B., Sienkiewicz R., 1981, The Astrophysical Journal, 248, L27
36. Pala A. F., et al., 2017, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 466, 2855
37. Pala A. F., et al., 2019, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 483, 1080
38. Patterson J., 1984, The Astrophysical Journal, 54, 443
39. Patterson J., 1998, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 110, 1132
40. Pretorius M. L., Knigge C., Schwope A. D., 2013, MNRAS, 432, 570
41. Prialnik D., Kovetz A., 1995, The Astrophysical Journal, 445, 789
42. Rappaport S., Verbunt F., Joss P. C., 1983, The Astrophysical Journal, 275, 713
43. Reiners A., Basri G., 2008, The Astrophysical Journal, 684, 1390
44. Reiners A., Basri G., 2009, Astronomy & Astrophysics, 496, 787
45. Reiners A., Basri G., 2010, The Astrophysical Journal 710, 924
46. Ritter H., 1987, Mem. Soc. Astron. Italiana, 58, 133, ADS
47. Ritter H., Kolb U., 2003, VizieR Online Data Catalog, p. V/113A, ADS
48. Ritter H., Kolb U., 2011, VizieR Online Data Catalog, p. B/cb, ADS
49. Schreiber M. R., Zorotovic M., Wijnen T. P. G., 2016, MNRAS, 455, L16
50. Seward F. D., Charles P. A., 2010, Exploring the X-ray Universe
51. Sion E. M., 2012, Journal of Astronomy and Space Sciences, 29, 169
52. Sion E. M., Gänsicke B. T., Long K. S., Szkody P., Knigge C.,Hubeny I., deMartino D., Godon P., 2008, ApJ, 681, 543
53. Spruit H. C., Ritter H., 1983, Astronomy & Astrophysics, 124, 267, ADS
54. Szkody P., Gänsicke B. T., Sion E. M., Howell S. B., 2002, ApJ, 574, 950
55. Taam R. E., Flannery B. P., Faulkner J., 1980, The Astrophysical Journal, 239, 1017
56. Townsley D. M., Bildsten L., 2004, The Astrophysical Journal, 600, 390
57. Verbunt F., Zwaan C., 1981, Astronomy & Astrophysics, 100, L7, ADS
58. Warner B., 1973, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 162, 189
59. Warner B., 2003, Cataclysmic Variable Stars, doi:10.1017/CBO9780511586491.
60. Webbink R. F., Wickramasinghe D. T., 2002, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 335, 1
61. Weber E. J., Davis Leverett J., 1967, The Astrophysical Journal, 148, 217
62. Wijnen T. P. G., Zorotovic M., Schreiber M. R., 2015, Astronomy & Astrophysics, 577, A143
63. Willems B., Kolb U., Sandquist E. L., Taam R. E., Dubus G., 2005, The Astrophysical Journal, 635, 1263