[論文レビュー] Multiple time scales in cataclysmic binaries. The low-field magnetic dwarf nova DO Draconis

И. Л. Андронов, L. L. Chinarova+3 more|ArXiv.org|Jun 12, 2008

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 34被引用数 10

ひとこと要約

本研究は、2006–2007年のCCD Rバンド観測（45時間）およびAFOEVとVSOLJの歴史的データを用いて、低磁場磁気矮新星DO Draconisにおける複数の時空間スケールを調査した。可変な減衰時間（0.902日/mag）と出展サイクル（311–422日）が明らかとなり、以前の870日という推定とは対照的である。また、長期にわたる明るみの増加中に周波数が低下し、振幅が増加する一時的周期的振動（TPOs）が発見され、磁気圏ダイナミクスに関連する放射能駆動型のビート型変動である可能性が示唆された。

ABSTRACT

We study the variability of the cataclysmic variable DO Dra, on time-scales of between minutes and decades. The characteristic decay time dt/dm=0.902(3) days/mag was estimated from our 3 nights of CCD R observations. The quiescent data show a photometric wave with a cycle about 303(15)d. We analyzed the profile of the composite (or mean) outburst. We discovered however, that a variety of different outburst heights and durations had occurred, contrary to theoretical predictions. With increasing maximum brightness, we find that the decay time also increases; this is in contrast to the model predictions, which indicate that outbursts should have a constant shape. This is interpreted as representing the presence of outburst-to-outburst variability of the magnetospheric radius. A presence of a number of missed weak narrow outbursts is predicted from this statistical relationship. A new type of variability is detected, during 3 subsequent nights in 2007: periodic (during one nightly run) oscillations with rapidly-decreasing frequency from 86 to 47 cycles/day and a semi-amplitude increasing from 0.06 to 0. 10, during a monotonic brightness increase from 14. 27 to 14. 13. This phenomenon was observed only during an unusually prolonged event of about 1 mag brightening in 2007 (lasting till autumn), during which no (expected) outburst was detected. We refer to this behaviour as to the transient periodic oscillations (TPO). To study this new and interesting phenomenon, new regular photometric and spectral (in a target of opportunity mode) observations are required.

研究の動機と目的

• DO Draconisにおける数分から数十年のスケールの多様な時系列的変動を特徴づけること。
• 以前に報告された870日周期とは対照的に、出展サイクル長の再評価を行うこと。
• 出展形状の変動の物理的起源と、最大明るさとの相関関係を調査すること。
• 長期間にわたる明るみの増加中に新たに検出された一時的周期的振動（TPO）現象を特定・分析すること。
• 減衰時間と明るさの相関関係が、隠れた弱い狭帯域出展の存在を推論する手がかりとなるかを検討すること。

提案手法

• 2006–2007年にかけて、韓国・レムモン山の1m望遠鏡を用いて14回の観測ラン（合計45時間）でCCD Rバンド光度測定を実施し、出展減衰期をカバーした。
• AFOEVおよびVSOLJデータベースの歴史的光曲線（1509回の観測）を用いて、長期的変動を再構築した。
• 2006年の出展の降下段階に対して線形フィットを適用し、減衰時間（dt/dm）を推定した。
• 複合出展プロファイルを構築し、異なる出展における形状変動を分析した。
• ピリオドグラム解析と振幅変調を用いて、準周期的信号（TPOsを含む）を検出した。
• 減衰時間と最大明るさの間の統計的相関分析を実施し、磁気圏半径の変動を推論した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 DO Draconisの真の出展サイクル長は何か？ かつて報告された870日と比較するとどうなるか？
• RQ2 理論的予測とは対照的に、なぜDO Draconisの出展が可変な減衰時間と振幅を示すのか？
• RQ3 最大明るさの増加と減衰時間の増加の間で観察される相関関係の原因は何か？
• RQ4 周波数が低下し、振幅が増加する形で観測された新たに検出された一時的周期的振動（TPOs）の物理的メカニズムは何か？
• RQ5 減衰時間と明るさの統計的関係を用いて、見逃された弱い狭帯域出展の存在を推論できるか？

主な発見

• 2006年の出展の特徴的減衰時間は0.902(3)日/magと測定され、以前の推定よりも顕著に短いことが判明した。
• 出展サイクルは311–422日へと再評価され、以前の870日という推定とは矛盾する。静止状態のデータに303(15)日周期の光度波の証拠も確認された。
• 減衰時間と最大明るさとの間に強い正の相関関係が確認された（勾配 d(dt/dm)/dm = 0.37(9)）、磁気圏半径の変動を示唆する。
• 複合出展プロファイルでは、異なる明るさ帯域で減衰時間が1.14(4)から0.56(5)日/magまで変動しており、形状の変動が示された。
• 2007年に、一時的周期的振動（TPOs）という新しい現象が検出された：明るみの単調な上昇中に周波数は86から47サイクル/日へ低下し、振幅は0.06から0.10 magに増加した。
• TPOsは完全な出展を伴わない長期にわたる明るみの増加中に発生しており、スパイラル状に移動する雲の放射能加熱が関与している可能性があり、周波数はビート型モードで自転周波数に近づいていた。