SPH Simulations of Early and Late Superhumps

Abstract

Smoothed particle hydrodynamics is a Lagrangian method for the solution of the hydrodynamic equations. Here this method is used to simulate the accretion disk in dwarf novae with very low mass ratio, q < 0.25, typical for SU UMa-type systems where the accretion disk can become eccentric and precessing during a superoutburst, leading to periodic brightness variations, so-called superhumps. Two phenomena are examined. First the late superhumps, i.e., the occasional persistence of superhumps well after the return to quiescence, seen e.g. in OY Car and IY UMa. This is due to a varying brightness of the hot spot region, as the eccentric disk continues to precess in quisecence. Second, the occurence of early superhumps in the superoutburst of WZ Sge. Tidal forces compress the rim of the disk, the tidal dissipation leads to a double-peaked strucure in the orbital light curve during the early stage of the superoutburst.

Resumen

La hidrodinámica de partículas suavizadas es un método Lagrangiano para la solución de ecuaciones hidrodinámicas. Utilizamos aquí este método para simular el disco de acreción en novas enanas con cocientes muy bajos de masa, q < 0.25, típicos de sistemas SU UMa donde el disco de acreción puede llegar a ser excéntrico y estar en precesión durante una superexplosión, lo cual conduce a variaciones periódicas de brillo: las llamadas superjorobas. Se examinan dos fenómenos: primero, las superjorobas tardías, es decir, la ocasional permanencia de superjorobas mucho después del retorno al reposo, vistas pог ejemplo en OY Car e IY UMa. Esto es debido a la variación de brillo de la región de manchas calientes, mientras el disco excéntrico continúa en precesión en el reposo; segundo, la ocurrencia de superjorobas tempranas en la superexplosión de WZ Sge. En este caso fuerzas de marea comprimen el borde del disco y la disipación de marea conduce a una estructura de picos dobles en la curva de luz orbital durante las etapas tempranas de la superexplosión.