中極性

天文学において、中間極星（DQ ヘルクレス星とも呼ばれる）は、白色矮星と低温の主系列の二次星を持つ連星系である激変星の一種です。ほとんどの激変星では、伴星からの物質がコンパクトな星によって重力で剥ぎ取られ、その周りに降着円盤を形成します。中間極系では、内側の円盤が白色矮星の 磁場によって乱されることを除いて、同じ一般的なシナリオが適用されます。

「中間極」という名前は、白色矮星の磁場の強さに由来しており、この強さは非磁性の激変系と強磁性系の中間です。非磁性系は完全な降着円盤を示しますが、強磁性系 (極系またはAM ヘルクレス系と呼ばれる) は、白色矮星の磁気圏に直接影響を与える降着流のみを示します。

2006年4月14日現在、26の中間極星系が確認されている。これは、ダウンズら (2006) がカタログ「激変星群」で発表した全1,830の激変星系の約1%にあたる。そのうち、最低でも15等級より明るいのは、プロトタイプのDQヘルクレス星と、珍しい低速新星GKペルセウス星の2つだけである。^[1]

中間極系では、赤色矮星の二次星からはがれた物質が白色矮星の周囲の降着円盤に流れ込むが、内側の円盤は白色矮星の磁場によって切り取られる。極端な例では、円盤が完全に破壊されることもあるが、これはまれである。^[2]円盤が切り取られた領域では、円盤内のガスが白色矮星の磁力線に沿って移動し始め、降着カーテンと呼ばれる湾曲した発光物質のシートを形成する。^[3]円盤の物質はカーテンを通過し、その後、磁極の1つ近くの白色矮星に降着する。

中間極系は強力なX 線放射源です。X 線は、降着流からの高速粒子が白色矮星の表面に落下して衝撃波を形成することで生成されます。粒子が白色矮星の表面に衝突する前に減速して冷却されると、制動放射線X 線が生成され、その後、衝撃波領域を囲むガスによって吸収される可能性があります。

中間極系にある白色矮星の磁場の強さは、通常 100 万～ 1000 万ガウス (100～1000テスラ) です。これは地球の磁場の約 100 万倍の強さで、地球上の実験室で生成できる磁場の強さの上限に近いですが、中性子星の磁場の強さよりははるかに弱いです。降着流と白色矮星の表面が交差する部分には、ホット スポットが生成されます。白色矮星は双極子磁場を持つため、各磁極に 1 つのホット スポットがあります。白色矮星とその双極子磁場が回転すると、ホット スポットも回転します。

中間極性星の他の特徴としては、以下に説明する光曲線の周期性に加えて、 468.6 nm の強いヘリウムII輝線と円偏光が挙げられます。

中極星の光度曲線は、明るさの安定した周期的変化を数種類示すことがあります。周期性の 1 つは連星系の公転周期に関係しています。確認されている中極星の公転周期は 1.4 ～ 48 時間の範囲で、典型的な値は 3 ～ 6 時間です。

2 つ目の周期信号は、白色矮星が自転することで発生します。中間極を最も明確に定義する観測特性は、軌道周期よりも短い自転周期信号の存在です。既知の周期は 33 秒から 4022 秒の範囲です。光学的な自転周期振動の物理的原因は、通常、白色矮星の近くに収束する降着カーテンの見え方が変化することに起因すると考えられています。^[4]

3 番目の光曲線周期、つまり自転周期と軌道周期の間にある サイドバンド周期も、しばしば存在します。

これら 3 つの周期信号はすべて、光曲線のフーリエ変換を行ってパワー スペクトルを生成することで測定できます。中間極性は、X 線、紫外線、可視光の波長でスピン周期とサイドバンド周期を生成します。これら 3 つの波長の周期の源は最終的には白色矮星のスピンですが、高エネルギー周期と可視光周期を生成する正確なメカニズムは異なると考えられています。

安定した振動に加えて、「準周期振動」と呼ばれる不安定な振動が発生し、数サイクル後に消滅することがあります。 準周期振動の周期は通常、30 秒から 300 秒です。

• Coel Hellier (2001)。『激変星：その変化の仕組みと理由』 Springer Praxis。ISBN 978-1-85233-211-2。

• ブライアン・ワーナー（2003年）。『激変星』ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0-521-54209-8。

• ジョセフ・パターソン、パターソン、ジョセフ (1994)。「DQ ヘルクレス星」。太平洋天文学協会刊行物。106 : 209。Bibcode :1994PASP..106..209P。doi : 10.1086 / 133375。

• 「中間極地」 。2006年5 月 16 日閲覧。

• Nemiroff, R.、Bonnell, J. 編 (2003 年 11 月 10 日)。「中間極連星系」。今日の天文写真。NASA。2006年5月 16 日閲覧。