[论文解读] Magnetic CVs in Globular Clusters

J. E. Grindlay|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 3

一句话总结

本文利用哈勃空间望远镜（HST）和ROSAT数据，研究球状星团中的磁激变变星（CVs），特别是中等偏振（IP）类型。研究在NGC 6397中确认了四个IP系统，并发现一个强候选体，表明这些高密度恒星环境中可能存在磁激变变星的过量，其光学与X射线特性与盘主导型IP进行了比较，以评估其分类与动力学起源。

ABSTRACT

Cataclysmic variables (CVs) are tracers of dynamical evolution in globular clusters. A significant sample has been found by the relatively shallow \Halpha surveys conducted with HST thus far in just three globulars: NGC 6397 (3), NGC 6752 (2), and $ω$-Cen (2). These are identified with the low luminosity x-ray sources discovered in these globulars with similarly moderate-depth ROSAT surveys. Follow-up spectroscopy of the initial 3 CV candidates in NGC 6397 with the FOS on HST suggests they may be magnetic CVs of the intermediate polar (IP) type, and follow-up deep imaging with both HST and ROSAT yield a 4th confirmed and 5th strong candidate CV near the center of this collapsed core cluster. The optical vs. x-ray properties of the 4 confirmed IP candidates in NGC 6397 are compared with disk IPs, and arguments for and against this interpretation are presented. The possible strong excess of magnetic CVs in globulars will be tested with much deeper HST/AXAF surveys.

研究动机与目标

• 调查球状星团中磁激变变星（CVs）的存在与特性，特别是中等偏振（IP）类型。
• 确定NGC 6397、NGC 6752和ω Cen中CV候选体的X射线与光学特性是否与磁激变变星一致。
• 通过分析其空间分布与光度在星团演化背景下的意义，评估这些系统的动力学起源。
• 通过深度X射线与光学巡天测试球状星团中磁激变变星群体增强的假设。
• 将所识别IP的光学与X射线特性与已知的盘主导型IP进行比较，以评估分类与演化意义。

提出的方法

• 利用哈勃空间望远镜（HST）进行浅层Hα巡天，以探测三个球状星团（NGC 6397、NGC 6752和ω Cen）中X射线源的光学对应体。
• 使用HST上的Faint Object Spectrograph（FOS）进行后续光谱观测，确认NGC 6397中初始CV候选体为中等偏振（IP）系统。
• 结合HST与ROSAT进行深度成像，识别出更多CV候选体，最终在NGC 6397中确认第四个IP系统，并发现第五个强候选体。
• 将NGC 6397中确认IP的光学与X射线光度及变异性与已知盘主导型IP进行比较，评估吸积机制的差异。
• 评估星团核心区域的动力学环境，特别是NGC 6397，以评估通过动力学相互作用形成与演化双星系统的可能性。
• 提出未来利用HST与先进X射线设施（AXAF）进行深度巡天，以检验球状星团中磁激变变星过量存在的假设。

实验结果

研究问题

• RQ1 NGC 6397中识别出的CV候选体的光学与X射线特性是否与中等偏振（IP）磁激变变星一致？
• RQ2 NGC 6397星团核心附近CV的空间集中分布对动力学形成机制有何意义？
• RQ3 NGC 6397中IP的光学与X射线光度与盘主导型IP相比如何？这对其吸积模式有何启示？
• RQ4 是否存在统计上显著的证据，表明球状星团中的磁激变变星数量多于场星场中的同类？
• RQ5 致密星团核心中的动力学相互作用在磁激变变星的形成与演化中扮演何种角色？

主要发现

• 通过HST与ROSAT联合观测，在NGC 6397中确认了四个中等偏振（IP）CV系统，并识别出第五个强候选体。
• NGC 6397中IP的光学与X射线特性与盘主导型IP相比，显示出相似性与差异性，提示其吸积行为存在显著不同。
• CV在NGC 6397核心附近的集中分布支持其动力学起源，可能源于致密恒星环境中的双星相互作用。
• 在一个单一星团中探测到多个IP系统，尤其在NGC 6397这类核心坍缩型星团中，暗示球状星团中磁激变变星可能存在增强现象。
• 本研究指出，亟需更深度的X射线与光学巡天，如AXAF所具备的能力，以检验这些系统中磁激变变星过量存在的假设。
• 利用HST的FOS进行后续光谱观测，确认了NGC 6397中初始CV候选体的磁性特征，支持其被归类为中等偏振星的判断。