Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8MTG9L
Tipo: Dissertação de Mestrado
Título: Análise geométrica e dinâmica da parte interna de discos de acreção em estrelas T Tauri clássicas
Autor(es): Pauline Telles Mcginnis
Primeiro Orientador: Silvia Helena Paixao Alencar
Primeiro Coorientador: Marcelo Medeiros Guimaraes
Resumo: Apresentaremos neste estudo as curvas de luz obtidas com o satélite CoRoT de estrelas T Tauri clássicas que possuem comportamento fotométrico semelhante àquele da estrela AA Tau. O objetivo é tentar reproduzí-las com um modelo geométrico de ocultação da fotosferaestelar por uma deformação na parte interna do disco de acreção, como foi feito com AA Tau. Esta deformação resulta da interação dinâmica entre a parte interna do disco, próximo ao raio de corrotação, e a magnetosfera estelar inclinada em relação ao eixo de rotação, comoprevisto em simulações de magnetohidrodinâmica. Uma curva de luz de estrela tipo AA Tau apresenta brilho máximo relativamente constante,interrompido por mínimos periódicos cuja forma e amplitude variam entre um ciclo de rotação e outro. Para obter mais conhecimento sobre a estrutura que acreditamos causar esta modulação, um modelo geométrico de ocultação pode ser usado para reproduzir as curvasde luz observadas. Para isto, é preciso conhecer a inclinação do sistema disco-estrela com relação a um observador, além da massa e do raio da estrela, necessários para determinar o raio de corrotação do disco, onde consideramos que a deformação se encontra. Uma análise dos raios de corrotação, sublimação e truncamento de cada disco mostrou que esta suposição é viável. Usamos espectros da literatura para encontrar as temperaturas efetivas destas estrelas. Inserimos estes valores, em conjunto com as luminosidades bolométricas calculadas a partir da magnitude J de cada estrela, em um diagrama HR, para encontrar suas massas e raios. Com períodos determinados, usando um periodograma, e valores de vseni determinados na análise dos espectros, estimamos as inclinações dos sistemas. A terceira lei de Kepler foi usada para calcular o raio de corrotação de cada disco.Conhecendo o raio de corrotação do disco e a inclinação do sistema, foi possível modelar cada mínimo de cada curva de luz individualmente, para encontrar os valores de altura e extensão azimutal da deformação que melhor o reproduzem. O valor médio para a razão entre a altura da deformação e o raio no qual ela se encontra foi de h=Rd 0:18, mas osmínimos individuais mostram alturas desde 0.04 Rd até 0.30 Rd, variando em até 70% de um ciclo de rotação a outro, no período de poucos dias. Estes valores mostram como é dinâmica a interação entre disco e magnetosfera nesta região. Usamos um modelo de manchas quentes e frias para tentar reproduzir as curvas de luz de duas estrelas que apresentavam fotometria BV(RI)c simultânea às observações do CoRoT. A possibilidade de uma conguração de manchas na superfície da estrela ser a principal responsável pelo seu comportamento fotométrico foi descartada para os dois casos. Concluímos que a ocultação da fotosfera por uma deformação na parte interna do disco deacreção deve ser a principal causa da modulação fotométrica destas estrelas. A variabilidade observada na forma e amplitude dos mínimos destas curvas de luz se deve à modicação constante da estrutura responsável por eles, que por sua vez resulta da interação dinâmicaentre esta região do disco e a magnetosfera da estrela.
Abstract: We present here CoRoT light curves of classical T Tauri stars that show similar photometric behavior to that which was observed in the star AA Tau. The goal of this work is to reproduce these light curves using the occultation model that was proposed for AA Tau, where an inner disk warp periodically obscures the stellar photosphere. This warp is a resultof the interaction between the inner disk region, near the co-rotation radius, and an inclined magnetosphere, as is predicted by magnetohydrodinamic simulations. An AA Tau-like light curve is characterized by a roughly constant maximum brightness level, interrupted by periodic minima that vary in width and depth from cycle to cycle. To learn more about the inner disk structure we believe to be the cause of this modulation, a geometrical model for the occultation can be used to reproduce the observed light curves. In order to do this, it is necessary to know the star-disk system's inclination, as well as themass and radius of the star, to compute the co-rotation radius, where we assume the warp is located. An analysis of the co-rotation, truncation, and sublimation radii of these disks shows that this assumption is valid.We used spectra from the literature to nd these stars' effective temperatures. We then inserted these values, along with the values of bolometric luminosity calculated using the J magnitude of each star, into an HR diagram to nd their masses and radii. Using periods determined with a periodogram, and values of v sin i determined when analyzing thespectra, we estimated the systems' inclinations. Kepler's third law was used to calculate the co-rotation radius of each disk. Knowing the co-rotation radii and systems' inclinations, we were able to model eachminimum of each light curve individually, so as to nd the values of warp height and azimuthal extension that best reproduce it. The average value found for the ratio between the warp's height and the radius at which it is located was h=Rd 0:18, but the individual minima show heights of 0.04 Rd up to 0.30 Rd, varying up to 70% between rotation cycles,in time-scales of a few days. This demonstrates how dynamic the interaction between the inner disk and the stellar magnetosphere is.We used a spot model to attempt to reproduce the light curves of two stars that had simultaneous BV(RI)c and CoRoT photometry. The possibility that a conguration of hot or cold spots on the surface of these stars is the main reason for their photometric behavior was discarded in both cases. We conclude that the obscuration of the stellar photosphere by an inner disk warp must be the main cause of the photometric modulation of these stars. The variability observed in the width and depth of the light curves' minima is due to the constant change in shape andheight of the structure responsible for them, which in turn is due to the dynamic interaction between this region of the accretion disk and the stellar magnetosphere.
Assunto: Estrelas
Acreção Astrofísica
Física
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8MTG9L
Data do documento: 12-Set-2011
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