Mapeamento espectral de discos de acréscimo em variáveis cataclísmicas

Abstract

Esta tese de doutorado é a continuação da dissertação de mestrado defendida em 2004. Nosso projeto visa analisar, com o auxílio de técnicas de mapeamento espectral, a estrutura e o espectro de discos de acréscimo de estrelas variáveis cataclísmicas em diferentes regimes de acréscimo. Em nossa dissertação de mestrado analisamos um conjunto de dados da nova anã IP Peg durante o declínio de uma erupção. Aqui apresentamos a continuação deste trabalho, com os resultados da análise de mais três conjuntos de dados: da nova anã V2051 Oph em quiescência, do novóide magnético DQ Her e da novóide V348 Pup. Nosso objetivo é estudar e quantificar as diferenças observadas entre os discos de acréscimo destes objetos em diferentes regimes de acréscimo, explorando seus efeitos e conseqüências sobre o sistema. Os principais resultados do mapeamento espectral da nova anã V2051 Oph durante um estado não-usual de baixo brilho são descritos a seguir. A emissão diferenciada da região do bright spot nos mapas do contínuo em relação aos mapas das linhas, somada à absorção extra observada nos espectro do lado do fundo do disco, são indicações que as linhas são originadas em uma região de grande profundidade ótica e extensão vertical. O espectro do lado da frente do disco é sistematicamente mais brilhante que o espectro do fundo num mesmo raio, o que pode ser explicado em termos de emissão cromosférica por um disco com ângulo de abertura não-nulo. Ajustes de modelos de atmosferas estelares para o espectro extraído da anã branca levam a uma temperatura TWD = 9500 ± 1900 K e uma distância entre d = 67 e 92 pc. Em DQ Her o espectro das regiões internas do disco é basicamente plano, sugerindo que a emissão provém de radiação bremsstrahlung por um disco opticamente fino. Nas regiões intermediárias e externas do disco o espectro apresenta linhas em emissão e com duplo pico. As temperaturas de brilho no disco podem ser razoavelmente bem descritas por um modelo de disco em estado estacionário com dM/dt = (1,4 ± 0, 5) × 10-9 M# ano-1, sendo que as temperaturas nas regiões externas do disco estão abaixo da temperatura crítica para permitir instabilidades termo-viscosas, sugerindo que o objeto pode apresentar erupções do tipo nova anã. A pulsação óptica em DQ Her é observada nos mapas de eclipse e pode ser explicada por um modelo de cortinas de acréscimo, onde dois pólos magnéticos rotacionam com a anã branca e progressivamente iluminam regiões distintas do disco de acréscimo. A pulsação óptica é dominada por reprocessamento de radiação-X na parte superior do bright spot com o período de batimento Pbat = 71,06 s. Para V348 Pup os mapas de eclipse apresentam duas estruturas em arco as quais atribuímos a choques espirais causados por efeitos de maré. O braço vermelho é mais externo que o braço azul e a inclinação do contínuo do seu espectro corresponde a uma temperatura de T = 10100 ± 220 K. As linhas da série de Balmer estão em absorção, sugerindo emissão opticamente espessa. O espectro do braço azul é basicamente plano, indicando uma temperatura de T = 12900 ± 360 K. Estimamos o ângulo de abertura dos braços espirais em V348 Pup como f = 5,6º ± 1,2º. A componente não-eclipsada é relativamente alta em todo o espectro, apresentando pelo menos 20 - 30% do fluxo total do objeto no óptico. A emissão abaixo de 2000 Å chega ao nível de 50% em alguns comprimentos de onda. Ajustes de atmosferas de hidrogênio ao espectro não-eclipsado revelam uma temperatura de T = 9580 ± 110 K. A comparação das estruturas espirais em V348 Pup com objetos similares sugere que tanto braços espirais como discos elípticos precessionantes podem ocorrer em objetos com q # 0, 3, dependendo da extensão radial de seu disco de acréscimo.