Investigando a rotação, o magnetismo e as abundâncias químicas de estrelas do tipo solar através de modelos de evolução e espectroscopia: da pré-sequência principal à gigante vermelha

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonçalves, Bernardo Forton Odlavson
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52456
Resumo: O estudo da evolução rotacional do Sol e das estrelas do tipo solar é sem dúvidas um dos campos da astrofísica estelar atualmente em maior evidência. Existem inúmeras questões ainda longe de serem completamente compreendidas, o que torna a pesquisa nesse campo intensa e dinâmica. Dentre essas questões estão a compreensão dos fenômenos que influenciam o momento angular das estrelas durante sua formação, ainda na fase da PréSequência Principal; o entendimento dos mecanismos que atuam nos interiores estelares ao longo da evolução, que acabam por determinar, por exemplo, o perfil de rotação de corpo sólido observado no Sol; ou quais mecanismos de transporte atuam em estrelas evoluídas, que passam por profundas mudanças em sua estrutura, e apresentam fenômenos peculiares como o enriquecimento de lítio e alterações em diversas abundâncias químicas. Em todos os casos, sabemos que o magnetismo estelar tem um papel de destaque, entretanto ainda longe de ser completamente entendido. Nesta tese usamos modelos calculados com o Código de Evolução Estelar de Toulouse-Genebra (TGEC) para estudar a evolução rotacional de quatro amostras de estrelas do tipo solar, além de revisitar estudos com estrelas análogas de aglomerados abertos. Utilizamos em nossas análises duas prescrições distintas de freio magnético, que simulam a perda de momento angular devidos aos ventos estelares. Adicionalmente, também estudamos uma amostra de estrelas gigantes do tipo solar que são ricas em lítio, investigando a possível relação do fenômeno de enriquecimento com o caráter magnético de algumas dessas estrelas. No que se refere às estrelas da sequência principal, encontramos algumas convergências e algumas discrepâncias entre os nossos modelos e as amostras estelares estudadas. Descobrimos que a amostra com dados sismológicos, composta por estrelas de idade intermediária e mais velhas, não está bem restrita para um estudo sobre a rotação e evolução magnética do Sol. A amostra de estrelas de baixa atividade parece ser afetada por uma diminuição no freio magnético independentemente das diferenças de metalicidade, estando os alvos com maior metalicidade mais próximos dos nossos traçados evolutivos. Por fim, encontramos uma incompatibilidade entre nossos traçados de evolução da rotação e a posição das estrelas mais jovens. Já com relação às estrelas gigantes ricas em lítio, descobrimos que estrelas anteriormente classificadas como no ramo das gigantes vermelhas (RGB) podem estar em um estado evolutivo diferente. Além disso, identificamos que a maioria das estrelas em nossa amostra com detecção de campo magnético superficial mostram velocidades de rotação pelo menos moderadas. Contudo, não conseguimos detectar campo magnético superficial em duas estrelas com rotação rápida. Por causa de nossa pequena amostra de gigantes magnéticas, é difícil estabelecer a ligação entre a presença de campo magnético de superfície e o fenômeno de enriquecimento de Li em estrelas gigantes. Finalmente, foram investigadas questões envolvendo a modulação da velocidade radial para algumas estrelas dessa amostra, o que indicaria a possibilidade de serem sistemas binários ou múltiplos.
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Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52456O estudo da evolução rotacional do Sol e das estrelas do tipo solar é sem dúvidas um dos campos da astrofísica estelar atualmente em maior evidência. Existem inúmeras questões ainda longe de serem completamente compreendidas, o que torna a pesquisa nesse campo intensa e dinâmica. Dentre essas questões estão a compreensão dos fenômenos que influenciam o momento angular das estrelas durante sua formação, ainda na fase da PréSequência Principal; o entendimento dos mecanismos que atuam nos interiores estelares ao longo da evolução, que acabam por determinar, por exemplo, o perfil de rotação de corpo sólido observado no Sol; ou quais mecanismos de transporte atuam em estrelas evoluídas, que passam por profundas mudanças em sua estrutura, e apresentam fenômenos peculiares como o enriquecimento de lítio e alterações em diversas abundâncias químicas. Em todos os casos, sabemos que o magnetismo estelar tem um papel de destaque, entretanto ainda longe de ser completamente entendido. Nesta tese usamos modelos calculados com o Código de Evolução Estelar de Toulouse-Genebra (TGEC) para estudar a evolução rotacional de quatro amostras de estrelas do tipo solar, além de revisitar estudos com estrelas análogas de aglomerados abertos. Utilizamos em nossas análises duas prescrições distintas de freio magnético, que simulam a perda de momento angular devidos aos ventos estelares. Adicionalmente, também estudamos uma amostra de estrelas gigantes do tipo solar que são ricas em lítio, investigando a possível relação do fenômeno de enriquecimento com o caráter magnético de algumas dessas estrelas. No que se refere às estrelas da sequência principal, encontramos algumas convergências e algumas discrepâncias entre os nossos modelos e as amostras estelares estudadas. Descobrimos que a amostra com dados sismológicos, composta por estrelas de idade intermediária e mais velhas, não está bem restrita para um estudo sobre a rotação e evolução magnética do Sol. A amostra de estrelas de baixa atividade parece ser afetada por uma diminuição no freio magnético independentemente das diferenças de metalicidade, estando os alvos com maior metalicidade mais próximos dos nossos traçados evolutivos. Por fim, encontramos uma incompatibilidade entre nossos traçados de evolução da rotação e a posição das estrelas mais jovens. Já com relação às estrelas gigantes ricas em lítio, descobrimos que estrelas anteriormente classificadas como no ramo das gigantes vermelhas (RGB) podem estar em um estado evolutivo diferente. Além disso, identificamos que a maioria das estrelas em nossa amostra com detecção de campo magnético superficial mostram velocidades de rotação pelo menos moderadas. Contudo, não conseguimos detectar campo magnético superficial em duas estrelas com rotação rápida. Por causa de nossa pequena amostra de gigantes magnéticas, é difícil estabelecer a ligação entre a presença de campo magnético de superfície e o fenômeno de enriquecimento de Li em estrelas gigantes. Finalmente, foram investigadas questões envolvendo a modulação da velocidade radial para algumas estrelas dessa amostra, o que indicaria a possibilidade de serem sistemas binários ou múltiplos.The study of the rotational evolution of the Sun and solar-type stars is undoubtedly one of the fields of stellar astrophysics in major evidence today. There are numerous issues still far from being fully understood, which makes research in this field intense and dynamic. Among these issues is the understanding of the phenomena that influence the angular momentum of stars during their formation, still in the Pre-Main Sequence phase; the understanding of the mechanisms that act in the stellar interiors throughout evolution, which end up determining, for example, the rotation profile of a solid body observed on the Sun; or which transport mechanisms act in evolved stars, which undergo profound changes in their structure, and manifest peculiar phenomena such as lithium enrichment and alterations in many chemical abundances. In all cases, we know that stellar magnetism plays a prominent role, although it is still far from being fully understood. In this thesis, we use models computed with the Toulouse-Geneva Stellar Evolution Code (TGEC) to study the rotational evolution of four samples of solar-type stars, in addition to revisiting studies with analogous stars from open clusters. In our analysis, we used two different magnetic brake prescriptions, which simulate the loss of angular momentum due to stellar winds. Additionally, we also studied a sample of giant solar-type stars that are lithium-rich, investigating the possible relationship of the enrichment with the magnetic character of some of these stars. As far as main sequence stars are concerned, we found some convergences and discrepancies between our models and the stellar samples studied. We found that the sample with seismological data, composed of stars of intermediate and older ages, is not well constrained for a study on the rotation and magnetic evolution of the Sun. The sample of lowactivity stars appears to be affected by a decrease in magnetic braking despite differences in metallicity, with targets with higher metallicity following closer our evolutionary tracks. Finally, we found a mismatch between our rotation evolution tracks and the position of the youngest stars. As for lithium-rich giant stars, we found that stars previously classified as red giant branch (RGB) may be in a different evolutionary state. Furthermore, we found that most stars in our sample with surface magnetic field detection show at least moderate rotation speeds. However, we were unable to detect a magnetic field in two rapidly rotating stars. Because of our small sample of magnetic giants, it is difficult to establish the linkage between the presence of a surface magnetic field and the Li-enrichment phenomena in giant stars. At last, we investigated questions regarding the radial velocity modulation for some stars of this sample, which could be indicative of them being binary or multiple systems.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICAUFRNBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAEstrelas: evoluçãoEstrelas: interioresEstrelas: campo magnéticoEstrelas: rotaçãoEstrelas: tipo solarInvestigando a rotação, o magnetismo e as abundâncias químicas de estrelas do tipo solar através de modelos de evolução e espectroscopia: da pré-sequência principal à gigante vermelhainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALInvestigandorotacaomagnetismo_Goncalves_2023.pdfapplication/pdf5954288https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/52456/1/Investigandorotacaomagnetismo_Goncalves_2023.pdf01c086f245e594cccdd49099b45990bbMD51123456789/524562023-05-16 21:08:41.477oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/52456Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-05-17T00:08:41Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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