En astronomía , las estrellas variables cataclísmicas ( CV ) son estrellas que aumentan irregularmente su brillo en un factor importante y luego vuelven a caer a un estado de reposo. Inicialmente se las llamó novas (del latín "nuevas"), ya que aquellas con un brillo explosivo visible a simple vista y un brillo inactivo invisible aparecían como nuevas estrellas en el cielo.
Las estrellas variables cataclísmicas son estrellas binarias que constan de dos componentes; una enana blanca primaria y una secundaria de transferencia de masa . Las estrellas están tan cerca unas de otras que la gravedad de la enana blanca distorsiona la secundaria y la enana blanca acumula materia de la compañera. Por lo tanto, a la secundaria se la suele denominar estrella donante . La materia que cae, que suele ser rica en hidrógeno , forma en la mayoría de los casos un disco de acreción alrededor de la enana blanca. A menudo se detectan fuertes emisiones de rayos UV y X desde el disco de acreción, impulsadas por la pérdida de energía potencial gravitacional del material que cae. [ cita necesaria ] La órbita más corta observada actualmente en un sistema rico en hidrógeno es de 51 minutos en ZTF J1813+4251 . [1]
El material en el borde interior del disco cae sobre la superficie de la enana blanca primaria. Un estallido de nova clásico ocurre cuando la densidad y la temperatura en el fondo de la capa de hidrógeno acumulada aumentan lo suficiente como para iniciar reacciones descontroladas de fusión de hidrógeno , que convierten rápidamente la capa de hidrógeno en helio . Si el proceso de acreción continúa el tiempo suficiente para acercar a la enana blanca al límite de Chandrasekhar , la creciente densidad interior puede provocar una fusión descontrolada de carbono y desencadenar una explosión de supernova de Tipo Ia , que destruiría completamente a la enana blanca.
El disco de acreción puede ser propenso a una inestabilidad que conduzca a estallidos de nova enana , cuando la porción exterior del disco cambia de un modo frío y opaco a un modo más caliente y brillante durante un tiempo, antes de volver al modo frío. Las novas enanas pueden reaparecer en una escala de tiempo de días a décadas.
Las variables cataclísmicas se subdividen en varios grupos más pequeños, a menudo nombrados en honor a una estrella prototipo brillante característica de la clase. En algunos casos, el campo magnético de la enana blanca es lo suficientemente fuerte como para alterar el disco de acreción interno o incluso impedir por completo la formación del disco. Los sistemas magnéticos a menudo muestran una polarización fuerte y variable en su luz óptica y, por lo tanto, a veces se les llama polares ; estos a menudo exhiben fluctuaciones de brillo de pequeña amplitud en lo que se supone que es el período de rotación de la enana blanca.
Hay más de 1600 sistemas CV conocidos. [5] El catálogo se congeló el 1 de febrero de 2006, aunque cada año se descubren más.
Las variables cataclísmicas se encuentran entre las clases de objetos astronómicos más comúnmente encontradas por los aficionados, ya que una variable cataclísmica en su fase de explosión es lo suficientemente brillante como para ser detectable con instrumentos muy modestos, y los únicos objetos celestes que se confunden fácilmente con ellos son los asteroides brillantes cuyo movimiento desde la noche Esta noche está clara.
Verificar que un objeto es una variable cataclísmica también es bastante sencillo: suelen ser objetos bastante azules, exhiben una variabilidad rápida y fuerte y tienden a tener líneas de emisión peculiares . Emiten en los rangos ultravioleta y de rayos X ; Se espera que también emitan rayos gamma, provenientes de la aniquilación de positrones de núcleos ricos en protones producidos en la explosión de fusión, pero esto aún no se ha detectado. [6]
Cada año se descubren unas seis novas galácticas (es decir, en nuestra propia galaxia ), mientras que los modelos basados en observaciones en otras galaxias sugieren que la tasa de aparición debería estar entre 20 y 50; [7] esta discrepancia se debe en parte al oscurecimiento por el polvo interestelar, y en parte a la falta de observadores en el hemisferio sur y a las dificultades de observar mientras el Sol está arriba y en luna llena .
Algunas variables cataclísmicas experimentan brillos periódicos causados por deformaciones del disco de acreción cuando su rotación está en resonancia con el período orbital del binario.