[论文解读] 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 4

一句话总结

该论文通过相位分辨的光学偏振测量、光度观测和光谱观测，确认RX J2115.7-5840为短周期、非同步极型激变变星。关键发现为磁感应强度B = 11 ± 2 MG，该值由极端红端回旋辐射谱和硬X射线色指数推断得出，同时发现白矮星存在非同步自转及自遮蔽吸积斑的证据。

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).

研究动机与目标

• 确认RX J2115.7-5840为磁激变变星中的极型（AM Herculis）亚类。
• 通过分析光学光变曲线和周期性特征，研究白矮星的自转状态。
• 利用回旋辐射特性与X射线色指数，测定系统的磁感应强度。
• 基于低分辨率光谱中未检测到M型星特征，估算系统的最小距离。

提出的方法

• 开展相位分辨的光学偏振测量，以探测来自回旋辐射的圆偏振信号。
• 分析光度光变曲线，识别与自遮蔽吸积斑一致的变光模式。
• 进行光谱观测，以搜索M型星特征并推断次星的光谱类型。
• 利用ROSAT全天巡天数据测量系统的硬X射线色指数，指示较低的磁感应强度。
• 应用周期搜索技术检测轨道与自转调制信号，揭示非同步自转。
• 建模回旋谱形与偏振度（V/I），以约束磁感应强度。

实验结果

研究问题

• RQ1 RX J2115.7-5840是否为磁激变变星？若是，其是否表现出极型变星的特征？
• RQ2 RX J2115.7-5840中的白矮星是否与双星轨道同步自转？
• RQ3 该系统的磁感应强度是多少？与已知极型变星相比如何？
• RQ4 基于低分辨率光谱中未检测到M型星特征，RX J2115.7-5840的最小距离是多少？
• RQ5 RX J2115.7-5840的回旋辐射与X射线特性与其他极型变星相比有何异同？

主要发现

• RX J2115.7-5840被确认为极型磁激变变星，其光学光变曲线显示平坦且明亮的相位，与吸积斑的自遮蔽行为一致。
• 白矮星未与双星轨道同步自转，表现为周期搜索结果模糊及光变曲线的变异性。
• 检测到圆偏振的回旋辐射，其V/I在-15%至+15%之间，表明强磁场效应。
• 该系统表现出极端红端的回旋谱，且在ROSAT全天巡天中呈现硬X射线色指数，两者均指向较低的磁感应强度。
• 最合理的磁感应强度估计值为B = 11 ± 2 MG，显著低于典型极型变星的值。
• 低分辨率光谱中未检测到M型星特征，表明若次星为M5+型，则系统最小距离d > 250 pc。