Bulletin. Vol.79-1, p.106-113

АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ, 2024, том 79, № 1, страницы 106–113

АККРЕЦИОННАЯ РАСКРУТКА БЕЛЫХ КАРЛИКОВ В AR СКОРПИОНА И AE ВОДОЛЕЯ

¹Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН, Санкт-Петербург, 196140 Россия
²Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Нижний Архыз, 369167 Россия
³Институт прикладной астрономии РАН, Санкт-Петербург, 191187 Россия
^*E-mail: beskrovnaya@yahoo.com
^**E-mail: nazar.ikhsanov@mail.ru

УДК 524.31.084-683:52-17

Поступила в редакцию 28 августа 2023 года; после доработки 14 октября 2023 года; принята к публикации 1 ноября 2023 года

Проблема, вызванная несоответствием возраста и характерного времени замедления вращения магнитных белых карликов в системах AR Скорпиона и AE Водолея, обсуждается в рамках гипотезы об их аккреционной раскрутке в предыдущую эпоху. Рассматривая сценарий аккреции из кеплеровского диска, мы заключаем, что белые карлики в этих системах могли быть раскручены до наблюдаемых периодов при условии, что радиус их магнитосферы в эпоху раскрутки был существенно меньше альвеновского радиуса. Мы показываем, что требуемое значение радиуса магнитосферы реализуется, если проникновение аккреционного потока в магнитное поле белого карлика на границе его магнитосферы происходит вследствие аномальной (бомовской) диффузии. Картина раскрутки белых карликов в исследуемых нами системах в этом случае может быть построена на основе модели стационарной аккреции из кеплеровского диска со средним темпом

10^{- 9} - 10^{- 8} M_{⊙} г о д^{- 1}

, без привлечения дополнительных предположений относительно изменений собственного магнитного поля белых карликов в течение фазы раскрутки.

Ключевые слова: аккреция, аккреционные диски — магнитные поля — звезды: новые, катаклизмические переменные — звезды: индивидуальные: AE Водолея, AR Скорпиона

PDF

Финансирование Список литературы

Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, грант № 075-15-2022-262 (13.МНПМУ.21.0003), в рамках программы исследований взрывных переменных звезд на Большом телескопе азимутальном (БТА).

Список литературы

1. M. Abada-Simon, J. Casares, A. Evans, et al., Astron. and Astrophys. 433 (3), 1063 (2005). DOI:10.1051/0004-6361:20042066
2. N. G. Beskrovnaya and N. R. Ikhsanov, ASP Conf. Ser., 510, 439 (2017). DOI:10.48550/arXiv.1612.07831
3. G. S. Bisnovatyi-Kogan, Physics Uspekhi 49 (1), 53 (2006). DOI:10.1070/PU2006v049n01ABEH005880
4. O. C. de Jager, Astrophys. J. Suppl. 90, 775 (1994). DOI:10.1086/191902
5. M. Eracleous and K. Horne, Astrophys. J. 471, 427 (1996). DOI:10.1086/177979
6. N. R. Ikhsanov, Astron. and Astrophys. 338, 521 (1998).
7. N. R. Ikhsanov and N. G. Beskrovnaya, Astronomy Reports 56 (8), 595 (2012). DOI:10.1134/S1063772912070025
8. N. R. Ikhsanov and N. G. Beskrovnaya, Izvestiya Glavnoi astronomicheskoi observatorii v Pulkove 228, 115 (2023). DOI:10.31725/0367-7966-2023-228-6
9. N. R. Ikhsanov, V. V. Neustroev, and N. G. Beskrovnaya, Astron. and Astrophys. 421, 1131 (2004). DOI:10.1051/0004-6361:20040319
10. A. F. Illarionov and R. A. Sunyaev, Astron. and Astrophys. 39, 185 (1975).
11. P. B. Isakova, N. R. Ikhsanov, A. G. Zhilkin, et al., Astronomy Reports 60 (5), 498 (2016). DOI:10.1134/S1063772916040065
12. P. B. Isakova, A. G. Zhilkin, D. V. Bisikalo, et al., Astronomy Reports 61 (7), 560 (2017). DOI:10.1134/S1063772917070022
13. V. M. Lipunov, Astrophysics of Neutron Stars (Moscow, Nauka, 1987).
14. V. M. Lipunov and K. A. Postnov, Astrophys. and Space Sci. 145 (1), 1 (1988). DOI:10.1007/BF00645692
15. T. R. Marsh, B. T. Gänsicke, S. Hümmerich, et al., Nature 537 (7620), 374 (2016). DOI:10.1038/nature18620
16. A. G. Masevich and A. V. Tutukov, Stellar Evolution: Theory and Observations (Moscow, Nauka, 1988).
17. K. Mukai, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 232, 175 (1988). DOI:10.1093/mnras/232.1.175
18. N. I. Shakura, Astron. Zh. 49, 921 (1972).
19. V. F. Shvartsman, Izvestiya vuzov. Radiofizika 13 (12), 1852 (1970) [in Russian].
20. K. J. Trattner, S. M. Petrinec, and S. A. Fuselier, Space Science Reviews 217 (3), 41 (2021). DOI:10.1007/s11214-021-00817-8
21. B. Warner, Cataclysmic Variable Stars (Cambridge: Cambridge University Press, 1995).

Accretion-driven Spin-up of the White Dwarfs in AR Scorrii and AE Aquarii

¹Central (Pulkovo) Astronomical Observatory, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, 196140 Russia
²Special Astrophysical Observatory, Russian Academy of Sciences, Nizhnii Arkhyz, 369167 Russia
³The Institute of Applied Astronomy, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, 191187 Russia
^*E-mail: beskrovnaya@yahoo.com
^**E-mail: nazar.ikhsanov@mail.ru

The problem caused by the inconsistency between the age and spin-down time scale of the white dwarfs in the systems AR Sco and AE Aqr is discussed within the hypothesis of their accretion-driven spin-up during the previous epoch. Considering a scenario of accretion from a Keplerian disk, we conclude that the white dwarfs in these systems could be spun-up to the currently observed periods provided the radius of their magnetospheres at the spin-up phase was substantially smaller than the Alfven radius. We show that the required magnetospheric radius value can be reached if the accretion flow penetrates the magnetic field of the white dwarf at its magnetospheric boundary due to anomalous (Bohm) diffusion. In this case the spin-up of the white dwarfs in the systems under consideration can be described based on a model of stationary accretion from the Keplerian disk at an average rate of

10^{- 9} - 10^{- 8} M_{⊙} y r^{- 1}

without any additional assumptions about the evolution of the intrinsic magnetic field of the white dwarfs during the spin-up phase.

Keywords: accretion, accretion disks—magnetic fields—stars: nova-like, cataclysmic variables—stars: individual: AE Aquarii, AR Scorpii

К содержанию номера