[论文解读] Zeeman lines and a single cyclotron line in the low-accretion rate polar 1RXS J012851.9-233931 (RBS0206)

A. Schwope, R. Schwarz+1 more|arXiv (Cornell University)|May 31, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations被引用 3

一句话总结

本研究首次对低吸积率极化星RBS0206（1RXS J012851.9-233931）进行了光学光谱和测光观测，揭示了塞曼吸收特征，表明其光球层磁场强度为36 ± 1 MG，且在近红外波段观测到单一强烈的回旋谐振峰，暗示吸积等离子体中磁场强度为45 ± 1 MG。该系统可能具有约90或约146分钟的轨道周期，处于激变变星周期间隙内，是未来用于研究白矮星磁场结构的相位分辨谱偏振观测的理想目标。

ABSTRACT

We present a low-resolution discovery spectrum and CCD-photometry of the bright X-ray source 1RXS J012851.9-233931 found in the ROSAT All-Sky Survey. These first observations suggest that the source is an AM Herculis star (polar) accreting at a low rate. The optical spectrum is dominated by Zeeman absorption features from the white dwarf, indicating a mean photospheric magnetic field of 36 +- 1 MG. Only weak Balmer line emission was observed. In the near infra-red, a single intense cyclotron hump was observed. The inferred magnetic field strength in the accretion plama is 45 +- 1 MG, the temperature in the plasma is below 2 keV. Likely orbital periods are ~90 min or ~146 min, the latter inside the cataclysmic variable period gap. The system is an ideal target for further detailed investigations of the field structure on a magnetic white dwarf by phase-resolved spectropolarimetry.

研究动机与目标

• 表征新发现的X射线源1RXS J012851.9-233931的磁性和吸积特性，该源被识别为低吸积率极化星（AM Herculis星）。
• 通过光学吸收线中的塞曼分裂测定白矮星的磁场强度。
• 通过近红外波段的回旋辐射特征研究吸积等离子体的性质。
• 约束该系统的轨道周期，特别是其是否位于激变变星周期间隙内。
• 将该系统确定为未来用于研究白矮星磁场结构的相位分辨谱偏振观测的优先候选体。

提出的方法

• 通过低分辨率光学光谱观测，检测RBS0206中白矮星光谱中的塞曼分裂吸收线。
• 利用CCD测光测量光变，识别近红外波段中回旋谐振峰的存在。
• 应用塞曼分裂分析，从吸收特征的分裂推导出光球层磁场强度。
• 通过回旋谐振峰建模，推断吸积等离子体的磁场强度和温度。
• 基于观测到的测光光变和与激变变星已知周期间隙的比较，估算轨道周期。
• 根据塞曼特征和回旋辐射的强度与稳定性，评估其谱偏振观测潜力。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于RBS0206中白矮星光学光谱的塞曼吸收特征，其白矮星的磁场强度是多少？
• RQ2 近红外波段的回旋谐振峰所指示的吸积等离子体的磁场强度和温度分别是多少？
• RQ3 RBS0206的可能轨道周期是多少？它是否位于激变变星周期间隙内？
• RQ4 塞曼特征与回旋谐振峰在强度和形态上如何比较？这对吸积几何结构有何启示？
• RQ5 为何该系统中巴耳末线发射较弱？这对其吸积率和等离子体条件有何暗示？

主要发现

• RBS0206中的白矮星表现出塞曼吸收特征，表明其平均光球层磁场强度为36 ± 1 MG。
• 仅检测到微弱的巴耳末线发射，与低吸积率下磁性白矮星的吸积过程一致。
• 在近红外波段观测到单一且强烈的回旋谐振峰，表明吸积等离子体中磁场强度为45 ± 1 MG。
• 推断吸积等离子体的温度低于2 keV。
• 该系统可能具有约90分钟或约146分钟的轨道周期，后者使其落入激变变星周期间隙内。
• 该系统被确定为未来用于研究白矮星表面磁场结构的相位分辨谱偏振观测的理想目标。