天文学家研究快速旋转的中间极地的性质
纽约哥伦比亚大学等地的天文学家利用各种 X 射线太空观测站对 CTCV J2056–3014 进行了研究,这是一颗中间极星,其中包含一颗旋转速度最快的白矮星。该研究结果于 9 月 26 日发表在预印本服务器arXiv上,进一步揭示了该天体的性质。
激变变星 (CV) 是由白矮星从正常恒星伴星上吸积物质而形成的双星系统。它们的亮度会不规则地大幅增加,然后又降回静止状态。极星是激变变星的一个子类,与其他 CV 不同,其白矮星中存在非常强的磁场。
在一些 CV 中,当白矮星具有中等磁性时,吸积通过截断的吸积盘发生。这些系统被称为中间极星 (IP)。观测表明,在 IP 中,磁性白矮星的旋转与系统的轨道周期不同步,因此会产生与自旋周期相同的快速振荡。因此,确定精确的自旋周期和精确的振荡星历表可能是揭示某些 CV 的 IP 性质的关键。
CTCV J2056-3014 距离地球约 853 光年,是 2010 年发现的近地行星。其白矮星的自转周期为 29.6 秒,这使得该系统成为少数几个已知的快速自转 CV (FSCV) 之一。CTCV J2056-3014 的轨道周期经测量约为 1.76 小时。
此前对 CTCV J2056–3014 的观测发现,该系统在 X 射线波段较暗,在光学波段也表现出矮新星 (DNe) 和超级爆发,因此其特性表明它属于 WZ Sge 型 CV。一般而言,WZ Sge 型 CV 偶尔会表现出爆发,表明存在更多可变质量吸积,包括矮新星爆发和极为罕见的超级爆发。
为了更深入地了解 CTCV J2056–3014 的真实性质,由哥伦比亚大学的 Ciro Salcedo 领导的天文学家团队决定利用欧空局的 XMM-Newton 卫星、美国国家航空航天局的核光谱望远镜阵列 (NuSTAR) 航天器和国际空间站 (ISS) 上的中子星内部成分探测器 (NICER),对该系统进行彻底的 X 射线和光学观测。
Salcedo 的团队在 2019 年至 2022 年间对 CTCV J2056–3014 进行了观测。他们发现,该系统的脉冲轮廓具有单个宽峰的特征,调制约为 25%。此外,还检测到未吸收的 X 射线通量增加了四倍,这与 2022 年 11 月发生的光学耀斑相吻合。
据该论文称,CTCV J2056–3014 的特性,例如等离子体温度低,低能下没有明显的 X 射线吸收,与其他已知的 FSCV 大致相似。
然而,研究人员指出,CTCV J2056-3014 中的吸积驱动辐射和吸积柱的证据,加上该系统的非磁性 CV 特性和在其“低”状态下发现的弱铁线,使其分类不确定。因此,该团队计划发表另一篇研究论文,其中还将讨论 CTCV J2056-3014 的光学特性,这可能有助于确定该 CV 的真实分类。
该研究的作者补充说,根据收集到的 X 射线光谱数据,他们能够估算出 CTCV J2056–3014 中白矮星的质量,结果发现其质量为 0.7-1.0 个太阳质量。这是已知 CV 系统群体的典型值。