Phasenaufgelöste Spektrophotometrie des magnetischen kataklysmischen Veränderlichen EX Hya

Abstract

Die Arbeit beschreibt zeitaufgelöste Beobachtungen des bedeckenden intermediären Polars (IPs) EX Hya im Röntgenbereich, UV, Optischen und nahen Infrarot. IPs sind eine Unterklasse der kataklysmischen Veränderlichen (CVs). Letztere sind enge Doppelsternsysteme mit Umlaufzeiten von wenigen Stunden, in denen ein massearmer sonnenähnlicher Stern Masse an einen Weißen Zwerg verliert. Bei diesem als Akkretion bezeichneten Vorgang wird das überströmende Material auf hohe Temperaturen aufgeheizt, so daß CVs in weiten Wellenlängenbereichen als intensive Strahlungsquellen in Erscheinung treten. Wenn der Weiße Zwerg kein Magnetfeld besitzt, erfolgt die Akkretion über eine sog. Akkretionsscheibe auf die Äquatorgebiete des Weißen Zwergs. In IPs hingegen besitzt der Weiße Zwerg ein Magnetfeld, das stark genug ist, die Akkretionsscheibe im Innenbereich aufzubrechen und das einfallende Material auf Gebiete in der Nähe der magnetischen Pole zu kanalisieren, jedoch nicht ausreicht, um die Eigenrotation (Spin) des Weißen Zwergs mit der Orbitalbewegung des Doppelsternsystems zu synchronisieren (wie es bei den stark magnetischen sog. Polaren der Fall ist). Als Folge zeigen IPs Helligkeitsvariationen sowohl mit der Orbital- als auch mit der Spinperiode. Im Prinzip können daher die Systemgeometrie sowie die mit der Akkretion einhergehenden diversen Strahlungsprozesse in den verschiedenen Gebieten des Systems durch phasenaufgelöste Beobachtungen in verschiedenen Energiebereichen separat untersucht werden.EX Hya ist einer der bekanntesten und bestuntersuchten IPs, zeigt eine Reihe bemerkenswerter Eigenschaften und ist daher eines der Schlüsselsysteme für das Verständnis dieser Klasse von Objekten. Dennoch fehlte bisher in der Literatur ein umfassendes und widerspruchsfreies Modell für EX Hya. In dieser Arbeit wird das System erstmals einer detaillierten Untersuchung unterzogen, die den gesamten Energiebereich von harter Röntgenstrahlung bis zum nahen Infrarot umfaßt. Aus der Analyse der Beobachtungsdaten wird ein geometrisch und energetisch konsistentes Modell für EX Hya abgeleitet, das alle wesentlichen in der Literatur beschriebenen Eigenschaften des Systems erklären kann. Das Modell liefert wichtige neue Erkenntnisse hinsichtlich der Entfernung des Systems, der Massen der beiden Komponenten und der Akkretionsrate. Weiterhin läßt es vermuten, daß die Methode zur Bestimmung der Massen Weißer Zwerge in magnetischen CVs aus der beobachteten harten Röntgenstrahlung mit großen systematischen Unsicherheiten behaftet ist.