Катаклизмические переменные (КП) — это тесные двойные системы с орбитальными периодами от 80 мин до нескольких часов, в которых белый карлик аккрецирует вещество со звезды-донора поздних спектральных классов. Истечение вещества с донора происходит под действием приливных сил (заполнения своей полости Роша). Большинство КП имеют слабо замагниченные белые карлики, вокруг которых образуется аккреционный диск (см. рис. 1).

Рис. 1. Художественное представление немагнитной КП.

Рис. 2. Эволюционный трек КП. Закрашенным прямоугольником указана область период-баунсеров.

    Эволюция КП определяется потерей орбитального углового момента, которая осуществляется двумя основными механизмами: магнитным торможением через звездный ветер донора и гравитационным излучением. Эти механизмы приводят к сокращению орбитального периода вплоть до значения ~80 минут. К этому моменту донор теряет значительную часть своей массы, переходя в класс коричневых карликов. Дальнейшая эволюция сопровождается ростом периода — системы как бы «отскакивают» от минимального значения, поэтому такие объекты называют период-баунерами (от англ. bounce — отскок, см. рис. 2).

    Однако наблюдаемая популяция КП не согласуется с теоретическими предсказаниями. Согласно эволюционным моделям, доля период-баунсеров должна достигать ~70%, тогда как наблюдения дают лишь несколько процентов. Для объяснения этого расхождения была предложена гипотеза, согласно которой на поздних стадиях эволюции происходит замагничивание белого карлика. В этом случае взаимодействие магнитного поля быстро вращающегося карлика с донором приводит к расширению системы и прекращению аккреции. Такая система перестает проявлять себя как типичная КП.

    Главным кандидатом в подобные «выключенные» (магнитно-разделенные) системы является V379 Vir. Эта система относится к так называемым полярам, т.е. КП с замагниченным белым карликом. Напряженность магнитного белого карлика в V379 Vir составляет ~ 7 МГс, а в роли донора выступает коричневый карлик. Система демонстрирует исключительно низкий темп аккреции, что ранее интерпретировалось как указание на её разделенный статус. Предполагалось, что перенос вещества здесь осуществляется за счет аккреции звездного ветра коричневого карлика на магнитосферу белого карлика. Выпадение газа на поверхность аккретора формирует аккреционное пятно в области магнитного полюса, которое служит источником циклотронного излучения, наблюдаемого в инфракрасном диапазоне.

    В настоящей работе мы провели анализ архивной фазово-разрешенной фотометрии V379 Vir в широком спектральном диапазоне, включающий наблюдения в ультрафиолетовом (спутники GALEX, Swift), оптическом (обзоры ZTF, SDSS), инфракрасном (телескоп VISTA, и орбитальные обсерватории WISE, Spitzer) областях. Путем моделирования оптических и ультрафиолетовых потоков найдена масса (M ≈ 0.65 M_⊙) и температура (T = 10930 ± 350 K) белого карлика (см. рис. 3). Из анализа потоков в ближнем ИК диапазоне получена температура донора 1600 ± 180 K и ограничения на его массу 0.014-0.065 M_⊙. Моделирование потоков излучения в среднем ИК-диапазоне (по данным обсерватории Spitzer) дало уточненную оценку темпа аккреции ≈ 3 × 10^-13 M_⊙/год. Оказалось, что он на несколько порядков превышает ожидаемый ветровой темп потери массы (< 10^-15 M_⊙/год из ограничений XMM-Newton на корональный рентгеновский поток). Таким образом, V379 Vir не является представителем магнитно-разделенных КП. Это либо указывает на необходимость дальнейшего поиска таких систем, либо требует доработки существующей теории. В любом случае, наблюдаемый темп аккреции остается аномально низким для КП соответствующего эволюционного статуса (~ 10^-11 M_⊙/год).

Рис. 3. Моделирование спектрального распределения энергии V379 Vir суммой спектров белого карлика, донора и циклотронного излучения аккреционного пятна.

    Известно, что КП могут переходить в так называемые низкие состояния, характеризующиеся сильным подавлением аккреции с соответствующим снижением блеска на несколько звездных величин. Природа этого явления до сих пор окончательно не выяснена, однако наиболее распространенная гипотеза связывает низкие состояния с блокировкой переноса вещества локальными магнитными полями донора. Такое низкое состояние вполне может объяснить подавленную аккрецию в V379 Vir. Однако в этом случае система оказывается рекордсменом по его продолжительности — около 20 лет.

    Спектроскопические наблюдения V379 Vir были выполнены на 6-метровом телескопе БТА с использованием прибора SCORPIO. В полученных спектрах присутствуют расщепленные линии Hα и Hβ, формирующиеся в атмосфере белого карлика (см. рис. 4). Величина зеемановского расщепления испытывает значительные вариации с периодом вращения карлика (4.5-7.5 МГс), что указывает на неоднородное распределение магнитного поля по его поверхности: в каждую фазу вращения мы наблюдаем усредненное по диску значение поля. Выполненный нами анализ вращательной модуляции расщепления демонстрирует, что топология магнитного поля белого карлика существенно отклоняется от простой дипольной конфигурации.

    Помимо абсорбционных деталей, в спектрах V379 Vir присутствует слабая эмиссия в линии Hα (см. рис. 4, 5). Ранее предполагалось, что она возникает на облучаемой поверхности донора в результате переработки рентгеновского излучения аккреционного пятна. Однако проведенный нами анализ орбитального поведения эмиссионной линии показал, что ее источником является аккреционная струя. Это обстоятельство имеет важные последствия для исследования магнитных КП вблизи минимального периода: наблюдаемые у таких систем эмиссионные линии, по-видимому, имеют ту же природу. Следовательно, их орбитальный анализ теряет ценность для определения масс компонентов.

    V379 Vir по праву можно назвать уникальной КП. Хотя система и не оправдала статус «магнитно-разделенной», она остается исключительно редким представителем магнитных КП с коричневым карликом. Умеренная напряженность магнитного поля оставляет циклотронное излучение аккреционного пятна в ИК области, что исключает его вклад в оптический диапазон и выгодно отличает объект от большинства магнитных КП. Сочетание этого свойства с относительно высокой для таких объектов яркостью (~ 18m) открывает уникальные возможности для изучения топологии магнитного поля методами спектрополяриметрии. Дальнейшие наблюдения линии Hα с более высоким спектральным разрешением позволят детально исследовать физику взаимодействия аккреционной струи с магнитосферой белого карлика.

Рис. 4. Спектр V379 Vir c зеемановскими триплетами Нα и Нβ, соответствующие магнитному полю ~7 МГс. Также видна слабая эмиссия линии Нα, рождающаяся в аккреционной струе.

Рис. 5. Зависимость профилей линий Нα и Нβ от фазы вращения белого карлика. Видна вращательная модуляция зеемановского расщепления и эмиссии Нα.

Опубликовано:
1. Сусликов М.В., Колбин А.И., Борисов Н.В. Об аккреции в поляре V379 Vir = Suslikov, M. V.; Kolbin, A. I.; Borisov, N. V. On accretion in the polar V379 Vir // Письма в Астрон. журн. = Astronomy Letters. — 2025. — Т. 51 = Vol. 51, No 2 = N. 2. — С. 61-71. = P. 79-88. — DOI:10.7868/S3034581225020022 = DOI: 10.1134/S1063773725700239
2. Сусликов М.В., Колбин А.И., Борисов Н.В. Фазово-разрешённая спектроскопия поляра V379 Vir с коричневым карликом = Phase-Resolved Spectroscopy of the Polar V379 Vir with a Brown Dwarf // Астрофизический бюлллетень = Astrophysical Bulletin — 2026. — Т. 81, № 1. = Volume 81, Issue 1. —, pp. 44-53 = C. 46-55. — DOI: 10.1134/S1990341325600693