Кіріспе

Астрономияда, катаклизмдік өзгермелі жұлдыздар (CV) – жарықтығы үлкен дәрежеде және тұрақсыз түрде артатын, содан кейін тыныш күйге оралатын жұлдыздар. Олар бастапқыда жаңа жұлдыздар (новалар) деп аталды, себебі кейбіреулерінің жарқыраған жарық шығаруы және көмескі тыныш жарықтығы көзбен көрінетіндей болғандықтан, аспанда жаңа жұлдыздар пайда болғандай сезім тудырды. Катаклизмдік өзгермелі жұлдыздар – екі компоненттен тұратын қос жұлдыздар: ақ жұлдыз (негізгі) және массаны беруші (екіншілік). Жұлдыздар бір-біріне соншалықты жақын орналасқандықтан, ақ жұлдыздың гравитациялық күші екіншілік жұлдызды деформациялайды, ал ақ жұлдыз серігінен материяны сіңіріп алады. Сондықтан екіншілік жұлдызды көбінесе донор жұлдыз деп атайды. Құлап түсетін материя, әдетте сутекке бай болатын, ақ жұлдыздың айналасында аккрециялық дискіні құрайды. Аккрециялық дискінен күшті ультракөк сәуле (UV) және рентген сәулелері жиі анықталады, олар құлап түсетін материяның гравитациялық потенциалдық энергиясының жоғалуынан пайда болады. Қазіргі кезде сутекке бай жүйеде байқалатын ең қысқа орбиталық кезең ZTF J1813+4251 жүйесінде 51 минутты құрайды. Дискінің ішкі жиегіндегі материя ақ жұлдыздың бетіне құлайды. Классикалық нова жарылысы жинақталған сутек қабатының түбіндегі тығыздық пен температура, сутекті гелийге жылдам түрлендіретін тікелей термоядролық реакцияларды бастау үшін жеткілікті деңгейге жеткенде пайда болады. Егер аккреция процесі ақ жұлдызды Чандрасекар шегіне жеткілікті ұзаққа созылса, ішкі тығыздықтың артуы көміртектің тікелей термоядролық реакциясын тудырып, Ia типіндегі супернова жарылысын қозғауы мүмкін, бұл ақ жұлдызды толығымен жояды. Аккрециялық диск тұрақсыздыққа бейім болуы мүмкін, бұл шағын жаңа жұлдыздардың ( dwarf novae) жарылыстарына әкеледі, онда дискінің сыртқы бөлігі салқын, әлсіз күйден уақытша ыстық, жарқын күйге өтеді, содан кейін салқын күйге оралады. Шағын жаңа жұлдыздар бірнеше күннен ондаған жылдарға дейін қайталануы мүмкін.

Жіктеу

Катаклизмдік айнымалылар бірнеше кіші топтарға бөлінеді, көбінесе сыныпқа тән жарқын прототип жұлдызының атымен аталады. Кейбір жағдайларда ақ жұлдыздың магнит өрісі ішкі аккрециялық дискіні бұзуға немесе тіпті дискінің түзілуін мүлдем болдырмауға жеткілікті. Магниттік жүйелер көбінесе оптикалық жарығында күшті және өзгермелі поляризацияны көрсетеді, сондықтан оларды кейде полярлар деп атайды; олар көбінесе ақ жұлдыздың айналу периодына сәйкес келетін жарықтығының шағын амплитудалық ауытқуларын көрсетеді. Суперновалар – бұл катаклизмдік айнымалылардың бір түрі және олар атажұлдызды жоятын өте үлкен жарылыстарға ұшырайды. Кейбіреулері екілік жүйедегі ақ жұлдыздардан пайда болады, ал басқалары өте массивті жұлдыздар болып табылады. (Классикалық) новалар – бұл катаклизмдік айнымалылар, оларда ақ жұлдызға аккрецияланған материалдың термоядролық қосылуынан туындаған 6-ден 19 шамаға дейінгі өте үлкен жарылыстар болады. Қайталанатын новалар – бұл 4-тен 9 шамаға дейінгі жарылыстарға ұшырайтын және әр 10-нан 80 жылға дейін қайталап тұратын новалар. Мысалға, T Pyxidis және RS Ophiuchi-ді келтіруге болады. Керлік новалар – керлік новалар немесе U Geminorum жұлдыздары – катаклизмдік айнымалылар, олар классикалық новаларға қарағанда аз мөлшерде болса да, қайта-қайта жарықтанады. Z Camelopardalis жұлдыздары – ең жоғарғы деңгейінен төмен белгілі бір жарықтықта "тоқтап" қалады. SU Ursae Majoris жұлдыздары – орташа SS Cygni жұлдыздарынан гөрі жарық болатын "супержарылыстарға" ұшырайды. SS Cygni жұлдыздары – екі түрлі ұзындықтағы жарылыстарға ұшырайды. Жарық қызыл новалар – бұл жарылыстан кейін өте қызыл түске айналатын жұлдыздық бірігулер. Полярлар – AM Herculis жұлдыздары – ақ жұлдыздың магнит өрісі соңғысының айналу периодын екілік орбиталық периодпен синхронизациялаған екілік жұлдыздар. Донор жұлдызының материясы дискке айналып кетпей, ақ жұлдызға магниттік жолмен бағытталады. DQ Herculis, сондай-ақ "аралық полярлар" деп аталады, AM Herculis жұлдыздарына қарағанда сәл әлсіз магнит өрісіне ие; аккрециялық диск бар, бірақ оның ішкі құрылымы өріспен қалыптасады. VY Sculptoris – бұл кейде жарықтығы бір шамадан көп төмендейтін жұлдыздар, бұл жұлдыздарда керлік новалар сияқты жарылыстар өте сирек кездеседі. Олар полярлардың кіші класы болуы мүмкін. AM Canum Venaticorum – екі компоненті де ақ жұлдыздар болып табылатын катаклизмдік айнымалылар; аккрециялық диск негізінен гелийден тұрады және олар гравитациялық толқындардың көзі ретінде қызығушылық тудырады. SW Sextantis – бұл керлік новалар сияқты жұлдыздар, бірақ аккрециялық дискі тұрақты күйде болады, сондықтан жарылыстар байқалмайды; диск біркелкі емес шығарады. Олар әдетте айқын өзгермелі жұлдыздар болып табылады, бірақ бұл таңдау артефактісі болып көрінеді. Z Andromedae (симбиотикалық айнымалылар) – бұл үлкен салқын компоненті массасын ыстық, ықшам компонентке және аккрециялық дискке жоғалтатын жақын екілік жұлдыздар. 1600-нан астам CV жүйесі белгілі. Каталог 2006 жылдың 1 ақпанында жаңартылған, бірақ жыл сайын жаңа жүйелер ашылуда.

Ашылу

Катаклизмікалық айнымалылар астрономиялық нысандардың әуесқойлар ең көп табатын түрлерінің бірі болып табылады, себебі катаклизмікалық айнымалының жарылу кезеңіндегі шағылысуы қарапайым құралдармен де анықтауға жеткілікті, ал олармен шатастыруға болатын жалғыз аспан денелері – түндер бойы қозғалысы анық байқалатын жарық астероидтер ғана. Бір дененің катаклизмікалық айнымалы екенін тексеру де оңай: олар көбінесе ашық көк түсті болады, жылдам және күшті өзгерулер көрсетеді, сондай-ақ ерекше эмиссиялық сызықтарға ие. Олар ультракүлгін және рентген сәулелерін шығарады; сонымен қатар, протонға бай ядролардан туындаған және термоядролық жарылыста пайда болатын позитрондардың жойылған кезде гамма сәулелерін де шығаруы күтілуде, бірақ бұл әлі анықталған жоқ. Жыл сайын шамамен алты галактикалық жаңа жұлдыз (яғни, біздің галактикамызда) ашылады, ал басқа галактикалардағы байқауларға негізделген модельдер олардың пайда болу жиілігі 20-дан 50-ге дейін болуы керек екенін көрсетеді; бұл айырмашылықтың себебі ішінара жұлдызаралық шаңның жабылуына, ал ішінара оңтүстік жарты шардан байқаушылардың жетіспеушілігіне және күннің көтерілуі мен толық ай кезінде байқау жасау қиындықтарына байланысты.

Супержұмбалар

Кейбір катаклизмдік айнымалы жұлдыздарда аккрециялық дискінің деформациялануынан туындаған, оның айналу периоды екілік жұлдыздың орбиталық периодымен сәйкес келгенде пайда болатын мерзімдік жарқыраулар байқалады.