Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/38834
Type: Dissertação
Title: Asterossismologia usando dados do TESS de doze gigantes vermelhas com exoplanetas confirmados
Other Titles: Asteroseismology using TESS data of twelve red giants with confirmed exoplanets
Authors: Bernardo Pereira Lima Ferreira
First Advisor: Maria Cristina de Assis Rabello Soares
First Referee: Wagner José Corradi Barbosa
Second Referee: Luiz Themystokliz Sanctos Mendes
Abstract: A asterossismologia consiste no estudo de oscilações produzidas no interior das estrelas e observadas como variações de brilho ou velocidade radial, tratando-se de uma ferramenta poderosa de se investigar as propriedades da estrutura estelar. Nesta dissertação, analisamos curvas de luz de alta precisão fotométrica, obtidas pela recente missão espacial TESS, para 12 estrelas hospedeiras de exoplanetas que apresentam oscilações do tipo solar, com o objetivo de determinar, com precisão, os valores de seus raios, massas e idades. As oscilações do tipo solar são caracterizadas por modos acústicos ressonantes, cujas frequências dependem das condições do interior estelar, e possuem um espaçamento aproximadamente constante entre modos com ordens radiais adjacentes (n) e mesmo grau angular (l), que recebe o nome de grande separação. Os modos também têm amplitudes moduladas por um envelope gaussiano, centrado na chamada frequência de maior potência. Primeiramente, medimos a grande separação usando dois métodos independentes: (a) ajustando um filtro do tipo pente de Dirac às frequências de oscilação, e (b) tomando o espectro do espectro em uma janela móvel. Em seguida, avaliamos a frequência de maior potência, através da suavização do espectro de frequências com um filtro largo. Finalmente, aplicamos o método de Yale-Birmingham para determinar o raio, a massa e a idade das estrelas analisadas, comparando seus parâmetros asterossismológicos, complementados com outros parâmetros atmosféricos disponíveis na literatura científica, aos modelos de evolução estelar BaSTI. Como resultados deste trabalho, encontramos que as estrelas estudadas têm raios entre 3,5 e 10 raios solares, massas entre 1 e 2,2 massas solares, e idades entre 1 e 11Ga, sendo a maioria parte do ramo das gigantes vermelhas, e com duas delas estando no ramo horizontal (HD 203949 e 8 UMi). Três das estrelas analisadas (HD 212771, HD 203949 e Gamma Cep) já tiveram suas oscilações estudadas anteriormente, com resultados consistentes aos obtidos nesta dissertação. Para as nove restantes (HD 135760, HD 33142, HD 27442, HD 120084, HD 98219, HD 96063, HD 30856 e HD 4732), nossos resultados são inéditos e possuem precisão de 3 a 15 vezes maior para os raios e 3 vezes maior para as massas quando comparados a caracterizações não sísmicas. Além disso, as massas e idades obtidas são, em geral, menores e maiores, respectivamente, que as encontradas nesses outros trabalhos, o que pode ser atribuído a uma melhor diferenciação dos modelos quando os parâmetros das oscilações são incluídos na análise. Tais resultados, além de fornecerem um melhor conhecimento dessas estrelas, possibilitam uma melhor caracterização de seus exoplanetas no futuro.
Abstract: Asteroseismology is the study of oscillations produced in the interior of stars and observed as brightness or radial velocity variations and is a powerful tool for investigating the properties of the stellar structure. In this thesis, we analyze high-precision photometric light curves obtained by the recent TESS space mission for 12 exoplanet host stars that show solar-like oscillations to accurately determine their radii, masses, and ages. Solar-like oscillations are characterized by resonant acoustic modes whose frequencies depend on the properties of the stellar interior. They have an almost constant spacing between modes of adjacent radial order (n) and of a given angular degree (l), which is called the large frequency separation. The mode amplitudes are modulated by a Gaussian envelope, whose center is referred to as the frequency of maximum power. First, we measured the large separation using two independent methods: (a) fitting a Dirac comb to the power spectrum and (b) analyzing a moving window in the spectrum of the spectrum. Then, we estimate the frequency of maximum power after smoothing the frequency spectrum with a broad filter. Finally, we applied the Yale-Birmingham method to determine the radii, masses, and ages of the analyzed stars comparing the asteroseismic parameters, including atmospheric parameters obtained from the literature, with the BaSTI stellar evolution grid models. In summary, we found that the analyzed stars have radii between 3.5 and 10 solar radii, masses between 1 and 2.2 solar masses, and ages between 1 and 11 Gy. They are in the red giant branch (RGB), except for two of them (HD 203949 and 8 UMi) which are on the horizontal branch. Three of the analyzed stars (HD 212771, HD 203949, and Gamma Cep) have already been analyzed and the published results are consistent with ours. For the nine remaining stars (HD 135760, HD 33142, HD 27442, HD 120084, HD 98219, HD 96063, HD 30856, and HD 4732), this work presents their first seismic characterization. Our results for the radii are 3 to 15 times more precise when compared with previous non-seismic analyses. For the masses, the precision is three times larger. In addition, the masses and ages obtained are, in general, smaller and larger, respectively, than those found in other studies, which results from a better differentiation of the models when including the oscillation parameters in the analysis. Our results provide a better estimation of these stars, which allows for a better characterization of their exoplanets.
Subject: Asterossismologia
Estrelas
Fotometria
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/38834
Issue Date: 23-Mar-2021
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