[論文レビュー] RX J2115.7-5840: a short-period, asynchronous polar

A. Schwope, D. A. H. Buckley+4 more|ArXiv.org|May 14, 1997

Astrophysical Phenomena and Observations被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、RX J2115.7-5840 が短周期・非同期極型の増光変星であることを、位相分解光学パルス計測、光度測定、分光測定によって確認した。主な発見は、極端な赤方のサイクロトロンスペクトルと硬いX線色から推定された磁場強度 B = 11 ± 2 MG であり、非同期的白色矮星回転と自己遮蔽された降着スポットの証拠が得られた。

ABSTRACT

We report phase-resolved optical polarimetric, photometric and spectroscopic observations of RX J2115.7-5840 (= EUVE J2115-58.6, Craig 1996) which confirms the system to be a magnetic cataclysmic binary of the polar (AM Herculis) subclass. The optical light curve is sometimes flat and occasionally displays a pronounced bright phase, reminiscent of the self-eclipse of a small accretion spot by the revolving white dwarf, as seen in self-eclipsing polars. Our period search reveals ambiguous results only which can be interpret assuming that the white dwarf is not synchronously rotating with the binary orbit. We find circularly polarized cyclotron radiation with V/I ranging from 0% to -15% on one occasion, from -8% to +15% on another occasion. Compared with other polars, the self-occulted accretion region of RXJ2115 had an extreme red cyclotron spectrum. In addition, the system has an extreme hard X-ray colour during the ROSAT all-sky survey observation. Both properties suggest a low value of the magnetic field strength, and our best estimate gives B = 11+-2 MG. Due to the absence of significant M-star features in our low-resolution spectra we estimate the minimum distance to RXJ2115 to be d > 250pc (for an M5+ secondary star).

研究の動機と目的

• RX J2115.7-5840 が極（AM Herculis）型磁場駆動増光変星として分類されることを確認すること。
• 光学光曲線と周期性の分析を通じて、白色矮星の回転状態を調査すること。
• サイクロトロン放射の性質とX線色インデックスを用いて、磁場強度を決定すること。
• 低スペクトル分解能でのM型星特徴の欠如に基づき、系への最小距離を推定すること。

提案手法

• サイクロトロン放射からの円偏光を検出するために、位相分解光学パルス計測を実施した。
• 自己遮蔽された降着スポットと整合する変動パターンを同定するために、光度測定光曲線を分析した。
• 副星のスペクトル型を推定するため、M型星特徴の探索と分光観測を実施した。
• ROSAT全天サーベイデータを用いて、系の硬いX線色を測定し、低磁場強度を示唆した。
• 周期探索手法を適用して、公転および回転モードの変動を検出し、非同期的回転を明らかにした。
• サイクロトロンスペクトルの形状と偏光度（V/I）をモデル化し、磁場強度を制約した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RX J2115.7-5840 は磁場駆動増光変星であり、極型の特徴を示すか？
• RQ2 RX J2115.7-5840 の白色矮星は、連星系の公転と同期的に回転しているか？
• RQ3 この系の磁場強度は何か？他の既知の極型と比較するとどうか？
• RQ4 低分解能スペクトルにおけるM型星特徴の欠如に基づき、RX J2115.7-5840 への最小距離は何か？
• RQ5 RX J2115.7-5840 のサイクロトロン放射およびX線特性は、他の極型と比較してどう異なるか？

主な発見

• RX J2115.7-5840 は、自己遮蔽された降着スポットに起因する平坦で明るい光曲線の変動を示すため、極型磁場駆動増光変星として明確に確認された。
• 周期探索の結果が曖昧で、光曲線の変動が観測されたことから、白色矮星は連星系の公転と同期して回転していないことが示された。
• V/I が -15% から +15% の間で変動する円偏光サイクロトロン放射が検出され、強い磁場効果の証拠となった。
• 系は極端な赤方サイクロトロンスペクトルとROSAT全天サーベイにおける硬いX線色を示し、低磁場強度を示唆する。
• 最良の推定磁場強度は B = 11 ± 2 MG であり、典型的な極型と比較して顕著に低い。
• 低分解能スペクトルにおけるM型星特徴の欠如から、M5+型の副星を有する場合、最小距離 d > 250 pc であると推定された。