[논문 리뷰] Orbital periods of cataclysmic variables identified by the SDSS. IX. NTT photometry of eight eclipsing and three magnetic systems

J. Southworth, C. Tappert외 2명|Keele Research Repository (Keele University)|2014. 11. 10.

Astrophysical Phenomena and Observations참고 문헌 59인용 수 9

한 줄 요약

이 연구는 NTT를 사용한 광도 관측을 통해 11개의 폭발성 변이성에 대해 수행하였으며, 8개의 일식 시스템과 3개의 자기적 시스템을 식별하였다. 10개 시스템에 대한 최초의 궤도 주기 측정치를 보고하였으며, 89.8~197.2분 사이의 주기를 가진 4개의 새로운 일식 CVs를 포함하고 있으며, 사이클로트론 방출을 통해 자기적 CVs를 확인함으로써, 일식 및 자기적 광도 곡선 분석을 통해 CV 인구 통계 및 물리적 성질에 대한 이해를 향상시켰다.

ABSTRACT

We report the discovery of eclipses and the first orbital period measurements for four cataclysmic variables, plus the first orbital period measurements for one known eclipsing and two magnetic systems. SDSS J093537.46+161950.8 exhibits 1-mag deep eclipses with a period of 92.245 min. SDSS J105754.25+275947.5 has short and deep eclipses and an orbital period of 90.44 min. Its light curve has no trace of a bright spot and its spectrum is dominated by the white dwarf component, suggesting a low mass accretion rate and a very low-mass and cool secondary star. CSS J132536+210037 shows 1-mag deep eclipses each separated by 89.821 min. SDSS J075653.11+085831.8 shows 2-mag deep eclipses on a period of 197.154 min. CSS J112634-100210 is an eclipsing dwarf nova identified in the Catalina Real Time Transit Survey, for which we measure a period of 111.523 min. SDSS J092122.84+203857.1 is a magnetic system with an orbital period of 84.240 min; its light curve is a textbook example of cyclotron beaming. A period of 158.72 min is found for the faint magnetic system SDSS J132411.57+032050.4, whose orbital light variations are reminiscent of AM Her. Improved orbital period measurements are also given for three known SDSS cataclysmic variables. We investigate the orbital period distribution and fraction of eclipsing systems within the SDSS sample and for all cataclysmic variables with a known orbital period, with the finding that the fraction of known CVs which are eclipsing is not strongly dependent on the orbital period.

연구 동기 및 목표

• SDSS 설문에서 새로 식별된 폭발성 변이성에 대해 정밀한 궤도 주기를 측정하기 위해.
• 고정밀도 질량 및 반지름 측정을 가능하게 하기 위해 일식 시스템을 식별하고 특성화하기 위해.
• 특히 주기 갭과 관련하여 폭발성 변이성 인구 전체에 걸쳐 궤도 주기 분포와 일식 비율을 조사하기 위해.
• 사이클로트론 방출을 보이는 광도 곡선을 통해 자기적 CVs를 확인하고 특성화하기 위해.

제안 방법

• 11개의 폭발성 변이성에서의 변동성을 모니터링하기 위해 NTT/EFOSC2 장비를 사용한 시계열 광도 측정을 수행하였다.
• 광도 곡선에 적합하고 밝기의 주기적 강하를 식별하여 일식 깊이와 궤도 주기를 유도하였다.
• 스펙트럼 분석과 알려진 CV 템플릿과의 비교를 통해 자기적 및 물질을 수용하는 시스템의 분류를 확인하였다.
• RKCat 및 문헌 자료에서 확보한 데이터를 사용하여 SDSS CVs와 일식 서브세트의 궤도 주기 분포를 구성하였다.
• 특히 SDSS J0921과 SDSS J1324에서 자기적 시스템의 광도 곡선에 사이클로트론 방출 특징을 식별하였으며, 이는 AM Her 유형 시스템과 유사하였다.
• 통계 분석을 통해 RKCat 카탈로그의 완전성 여부를 평가하면서, 궤도 주기별 일식 시스템 비율을 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SDSS 샘플에서 새로 식별된 8개의 일식 폭발성 변이성의 궤도 주기는 무엇인가요?
• RQ2 SDSS J0921과 SDSS J1324와 같은 자기적 CVs의 광도 곡선은 AM Her 유형의 알려진 사이클로트론 방출 시스템과 어떻게 비교될 수 있나요?
• RQ3 일식 CVs의 비율은 궤도 주기, 특히 주기 갭을 둘러싸고 의존하는가요?
• RQ4 SDSS J1057과 같은 저질량, 저흡착률 시스템에서 일식 광도 곡선으로부터 유추할 수 있는 물리적 성질은 무엇인가요?
• RQ5 왜 더 긴 궤도 주기에서 일식 시스템의 비율이 높은가요? 이는 카탈로그의 불완전성과 어떻게 관련이 있나요?

주요 결과

• SDSS J093537.46+161950.8의 궤도 주기는 92.245 ± 0.008 분이며, 1등급 깊이의 일식을 보인다.
• SDSS J105754.25+275947.5의 궤도 주기는 90.44 ± 0.06 분이며, 짧고 깊은 일식을 보이며, 밝은 점의 흔적은 없었다.
• CSS J132536+210037는 1등급 깊이의 일식을 보이며 주기는 89.821 ± 0.009 분으로, 이 시스템에 대한 최초의 주기 측정치이다.
• SDSS J075653.11+085831.8는 2등급 깊이의 일식을 보이며 주기는 197.154 ± 0.025 분으로, 일식 성질이 확인되었다.
• 자기적 시스템인 SDSS J092122.84+203857.1의 궤도 주기는 84.240 ± 0.004 분이며, 광도 곡선에 사이클로트론 비스듬한 방출이 나타났다.
• 희미한 자기적 시스템인 SDSS J132411.57+032050.4의 궤도 주기는 158.72 ± 0.10 분이며, 광도 변화가 AM Her 유형 시스템과 유사하였다.