Deux polaires intermédiaires étudiées par les astronomes

Rapport du 1er août 2023

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par Tomasz Nowakowski, Phys.org

En analysant la photométrie continue à long terme et à haute cadence du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, les astronomes ont étudié UU Columbae et Swift J0939.7-3224, deux polaires intermédiaires. Les résultats de l'étude, présentés le 24 juillet sur le serveur de prépublication arXiv, fournissent des informations importantes sur les propriétés de ces deux systèmes.

Les variables cataclysmiques (CV) sont des systèmes d'étoiles binaires constitués d'un matériau d'accrétion de naine blanche provenant d'un compagnon stellaire normal. Leur luminosité augmente de manière irrégulière et considérablement, puis retombe dans un état de repos. Les polaires sont une sous-classe de variables cataclysmiques qui se distinguent des autres CV par la présence d'un champ magnétique très puissant dans leurs naines blanches.

Dans certains CV, l'accrétion se produit via un disque d'accrétion tronqué lorsque la naine blanche est modérément magnétique. Ces systèmes sont appelés polaires intermédiaires (IP). Les observations ont montré que dans les IP, la naine blanche magnétique tourne de manière asynchrone avec la période orbitale du système et produit donc une oscillation rapide avec la période de rotation. Par conséquent, la détermination précise de la période de rotation et des éphémérides d’oscillation pourrait être la clé pour révéler la nature IP de certains CV.

UU Columbae, ou UU Col en abrégé (nom de la découverte : RX J0512.2-3241) a été identifié comme un polaire intermédiaire à rayons X mous en 1996, à une distance d'environ 8 300 années-lumière. Ses périodes orbitales et de rotation ont été mesurées respectivement à 3,45 heures et 863 secondes. Le système présente une variabilité polarisée, probablement due à l'émission cyclotron de deux pôles.

Swift J0939.7-3224, ou J0939 en abrégé, est une IP candidate détectée en 2015. Des études antérieures de cette source ont provisoirement suggéré que ses périodes orbitales et de rotation sont respectivement d'environ 8,5 heures et 2 670 secondes.

Récemment, une équipe d'astronomes dirigée par Nikita Rawat de l'Institut de recherche en sciences observationnelles d'Aryabhatta (ARIES) en Inde, a décidé d'explorer UU Col et J0939 avec TESS, afin de mieux comprendre leur nature.

Les observations UU Col ont révélé des variations à court terme superposées à une variabilité à long terme. Les données collectées ont permis aux astronomes de réviser les périodes orbitales et de rotation de cette IP à 3,46 heures et 863,74 secondes, respectivement. La période de battement de UU Col s'est avérée être d'environ 928 secondes. Les chercheurs ont noté que leurs résultats indiquent en général que ce système est un accréteur de débordement de disque dominé par l'alimentation du disque.

En ce qui concerne le J0939, sa courbe de lumière TESS présente un modèle de variabilité clair. Les périodes orbitales et de rotation ont été affinées à 8,49 heures et 2 671,8 secondes, respectivement. De plus, la présence d’une période de spin dans le spectre de puissance TESS de J0939 a confirmé sa nature IP.

Les auteurs de l'article signalent également l'absence de fréquence de battement dans J0939, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'un pur accréteur alimenté par disque. Cependant, des observations aux rayons X de ce système sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse.

Plus d'information: Nikita Rawat et al, Une analyse temporelle préliminaire de deux polaires intermédiaires : UU Col et Swift J0939.7-3224, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2307.12962

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