Evolución estelar y pulsaciones de estrellas de baja masa de la Secuencia Principal

Las estrellas variables son objetos magníficos para explorar el interior estelar y someter a prueba teorías de evolución estelar mediante la astrosismología. La astrosismología es una potente herramienta de la astrofísica estelar que permite obtener información valiosa de una dada población estelar, como la masa estelar, la estructura interna, la metalicidad, la distancia, la velocidad de rotación, etc, mediante la comparación de observaciones y el modelado de las pulsaciones estelares. Las estrellas variables delta Scuti (DSC) y gamma Doradus (GDR) yacen en una de las más complejas e interesantes regiones del diagrama Hertzsprung-Russell (H-R), la parte inferior de la banda clásica de inestabilidad y su intersección con la Secuencia Principal (SP), hacia temperaturas comprendidas entre 6700 K y 8500 K. La complejidad y el interés de esta región reside en el gran número de diversas familias de estrellas variables transitando diferentes estadios evolutivos: la pre-SP, la SP y la post-SP. Históricamente, las variables DSC son reconocidas por presentar pulsaciones en un rango de altas frecuencias, correspondientes principalmente a modos radiales y no radiales de presión (p) de bajo e intermedio orden radial (n). Por otra parte las estrellas GDR se distinguen por exhibir pulsaciones en un rango bajo de frecuencias, correspondientes a modos de gravedad (g) de alto orden radial. La banda de inestabilidad de estas estrellas se superpone parcialmente en una región en la cual encontramos a las variables denominadas híbridas DSC-GDR. Estas estrellas poseen un excelente potencial astrosismológico, dado que exhiben simultáneamente modos de oscilación p y g, los cuales permiten explorar las capas externas y a su vez el núcleo, respectivamente, abarcando por completo su estructura interna. En esta tesis, explotamos el potencial astrosismológico de las variables híbridas DSC-GDR, haciendo uso de herramientas numéricas de última generación para modelar la evolución estelar y la estructura interna de estas estrellas, como así también el espectro de frecuencias. Además, llevamos a cabo un análisis exhaustivo de la curva de luz y el espectro de frecuencias de una estrella híbrida DSC-GDR con actividad superficial a partir de los datos proporcionados por la misión CoRoT. Algunos resultados importantes de este trabajo son la determinación de los parámetros estelares de cinco estrellas híbridas DSC-GDR y el descubrimiento de la primer estrella híbrida DSC-GDR con manchas reportada hasta el momento. Existe además otro tipo de estrellas variables con características espectroscópicas muy similares a las DSC y GDR que pueblan parcialmente la región del diagrama Teff-log g donde se hallan usualmente estas estrellas. Este tipo de variables descubierto recientemente, lo conforman los progenitores de enanas blancas de masa extremadamente baja (o pre-ELMV de sus siglas en inglés) cuyo rango de frecuencias se superpone parcialmente con el de las DSC. La presencia de pre-ELMV en esta región aumenta la diversidad de variables y hace más compleja la correcta clasificación de estrellas en esta región. En esta tesis, brindamos además herramientas astrosismológicas para distinguir entre las variables DSC y los progenitores de las enanas blancas de masa extremadamente baja.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Asteroseismology of hybrid δ Scuti-γ Doradus pulsating stars

Context. Hybrid δ Scuti-γ Doradus pulsating stars show acoustic (p) oscillation modes typical of δ Scuti variable stars, and gravity (g) pulsation modes characteristic of γ Doradus variable stars simultaneously excited. Observations from space missions such as MOST, CoRoT, and Kepler have revealed a large number of hybrid δ Scuti-γ Doradus pulsators, thus paving the way for an exciting new channel of asteroseismic studies. Aims. We perform detailed asteroseismological modelling of five hybrid δ Scuti-γ Doradus stars. Methods. A grid-based modeling approach was employed to sound the internal structure of the target stars using stellar models ranging from the zero-age main sequence to the terminal-age main sequence, varying parameters such as stellar mass, effective temperature, metallicity and core overshooting. Their adiabatic radial (ℓ = 0) and non-radial (ℓ = 1,2,3) p and g mode periods were computed. Two model-fitting procedures were used to search for asteroseismological models that best reproduce the observed pulsation spectra of each target star. Results. We derive the fundamental parameters and the evolutionary status of five hybrid δ Scuti-γ Doradus variable stars recently observed by the CoRoT and Kepler space missions: CoRoT 105733033, CoRoT 100866999, KIC 11145123, KIC 9244992, and HD 49434. The asteroseismological model for each star results from different criteria of model selection, in which we take full advantage of the richness of periods that characterises the pulsation spectra for this kind of star.Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasInstituto de Astrofísica de La Plat

Comparing the asteroseismic properties of pulsating extremely low-mass pre-white dwarf stars and δ Scuti stars

We present the first results of a detailed comparison between the pulsation properties of pulsating Extremely Low-Mass pre-white dwarf stars (the pre-ELMV variable stars) and δ Scuti stars. The instability domains of these very different kinds of stars nearly overlap in the log Teff vs. log g diagram, leading to a degeneracy in the classification of the stars. Our aim is to provide asteroseismic tools for their correct classification.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Asteroseismology of hybrid δ Scuti-γ Doradus pulsating stars

Context. Hybrid δ Scuti-γ Doradus pulsating stars show acoustic (p) oscillation modes typical of δ Scuti variable stars, and gravity (g) pulsation modes characteristic of γ Doradus variable stars simultaneously excited. Observations from space missions such as MOST, CoRoT, and Kepler have revealed a large number of hybrid δ Scuti-γ Doradus pulsators, thus paving the way for an exciting new channel of asteroseismic studies. Aims. We perform detailed asteroseismological modelling of five hybrid δ Scuti-γ Doradus stars. Methods. A grid-based modeling approach was employed to sound the internal structure of the target stars using stellar models ranging from the zero-age main sequence to the terminal-age main sequence, varying parameters such as stellar mass, effective temperature, metallicity and core overshooting. Their adiabatic radial (ℓ = 0) and non-radial (ℓ = 1,2,3) p and g mode periods were computed. Two model-fitting procedures were used to search for asteroseismological models that best reproduce the observed pulsation spectra of each target star. Results. We derive the fundamental parameters and the evolutionary status of five hybrid δ Scuti-γ Doradus variable stars recently observed by the CoRoT and Kepler space missions: CoRoT 105733033, CoRoT 100866999, KIC 11145123, KIC 9244992, and HD 49434. The asteroseismological model for each star results from different criteria of model selection, in which we take full advantage of the richness of periods that characterises the pulsation spectra for this kind of star.Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasInstituto de Astrofísica de La Plat

Resolving the circumstellar environment of the Galactic B[e] supergiant star MWC 137, II : nebular kinematics and stellar variability

The Galactic B[e] supergiant MWC 137 is surrounded by a large-scale optical nebula. To shed light on the physical conditions and kinematics of the nebula, we analyze the optical forbidden emission lines [N II] λλ 6548,6583 and [S II] λλ 6716,6731 in long-slit spectra taken with ALFOSC at the Nordic Optical Telescope. The radial velocities display a complex behavior but, in general, the northern nebular features are predominantly approaching while the southern ones are mostly receding. The electron density shows strong variations across the nebula with values spreading from about zero to ~800 cm-3. Higher densities are found closer to MWC 137 and in regions of intense emission, whereas in regions with high radial velocities the density decreases significantly. We also observe the entire nebula in the two [S II] lines with the scanning Fabry-Perot interferometer attached to the 6 m telescope of the Special Astrophysical Observatory. These data reveal a new bow-shaped feature at P.A. = 225°-245° and a distance 80″ from MWC 137. A new Hα image has been taken with the Danish 1.54 m telescope on La Silla. No expansion or changes in the nebular morphology appear within 18.1 yr. We derive a mass of 37+9−5M⊙ and an age of 4.7 ± 0.8 Myr for MWC 137. Furthermore, we detect a period of 1.93 d in the time series photometry collected with the TESS satellite, which could suggest stellar pulsations. Other, low-frequency variability is seen as well. Whether these signals are caused by internal gravity waves in the early-type star or by variability in the wind and circumstellar matter currently cannot be distinguished. * Based on observations collected with (1) the Nordic Optical Telescope, operated by the Nordic Optical Telescope Scientific Association at the Observatorio del Roque de los Muchachos, La Palma, Spain, of the Instituto de Astrofisica de Canarias, (2) the Danish 1.54 m telescope at La Silla, Chile, and (3) the 6 m telescope of the Special Astrophysical Observatory (SAO), Russia.Fil: Kraus, Michaela. Czech Academy of Sciences; República ChecaFil: Liimets, Tiina. Czech Academy of Sciences; República ChecaFil: Moiseev, Alexei. Special Astrophysical Observatory; RusiaFil: Sánchez Arias, Julieta Paz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; ArgentinaFil: Nickeler , Dieter H.. Astronomický Ústav, Rep. Checa; República ChecaFil: Cidale, Lydia Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Jones, D.. Instituto de Astrofisica de Canarias; Españ

Comparing the asteroseismic properties of pulsating extremely low-mass pre-white dwarf stars and δ Scuti stars

We present the first results of a detailed comparison between the pulsation properties of pulsating Extremely Low-Mass pre-white dwarf stars (the pre-ELMV variable stars) and δ Scuti stars. The instability domains of these very different kinds of stars nearly overlap in the log Teff vs. log g diagram, leading to a degeneracy in the classification of the stars. Our aim is to provide asteroseismic tools for their correct classification.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Nuevas estrellas pre enanas blancas pulsantes de masa extremadamente baja descubiertas en el CASLEO

The Extremely Low Mass white dwarfs (ELM, M 0.18--0.20 M) could arise after the loss of large amount of mass suffered by a red giant star in a binary system. The low mass white dwarfs have become an important source of study because some of them are pulsating stars. The latter is an unprecedented opportunity to know their interior and the evolutionary channels leading to their origin, by employing asteroseismology. In this paper, we present photometric analysis of data obtained in the CASLEO (Complejo Astronómico El Leoncito) about four new pulsating stars, that according to their surface gravities and effective temperatures, would be pre-ELM white dwarf stars. With this discovery, the number of pulsating pre-ELM white dwarf stars known would increase to six members.Fil: Corti, Mariela Alejandra. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Instituto Argentino de Radioastronomía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto Argentino de Radioastronomia; ArgentinaFil: Kanaan, Antonio. Universidade Federal de Santa Catarina; BrasilFil: Corsico, Alejandro Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica la Plata; ArgentinaFil: Kepler, S. O.. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Althaus, Leandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica la Plata; ArgentinaFil: Koester, D.. Universität Kiel; AlemaniaFil: Sánchez Arias, Julieta Paz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica la Plata; Argentin

Two new pulsating low-mass pre-white dwarfs or SX Phoenicis stars?

Context. The discovery of pulsations in low-mass stars opens an opportunity to probe their interiors and determine their evolution by employing the tools of asteroseismology. Aims. We aim to analyse high-speed photometry of SDSS J145847.02+070754.46 and SDSS J173001.94+070600.25 and discover brightness variabilities. In order to locate these stars in the Teff - log g diagram, we fit optical spectra (SDSS) with synthetic non-magnetic spectra derived from model atmospheres. Methods. To carry out this study, we used the photometric data we obtained for these stars with the 2.15 m telescope at CASLEO, Argentina. We analysed their light curves and applied the discrete Fourier transform (FT) to determine the pulsation frequencies. Finally, we compare both stars in the Teff - log g diagram, with two known pre-white dwarfs and seven pulsating pre-ELM white dwarf stars, δ Scuti, and SX Phe stars Results. We report the discovery of pulsations in SDSS J145847.02+070754.46 and SDSS J173001.94+070600.25. We determine their effective temperature and surface gravity to be Teff = 7972 ± 200 K, log g = 4.25 ± 0.5 and Teff = 7925 ± 200 K, log g = 4.25 ± 0.5, respectively. With these parameters, these new pulsating low-mass stars can be identified with either ELM white dwarfs (with ∼0.17 MO) or more massive SX Phe stars. We identified pulsation periods of 3278.7 and 1633.9 s for SDSS J145847.02+070754.46 and a pulsation period of 3367.1 s for SDSS J173001.94+070600.25. These two new objects, together with those of Maxted et al. (2013, 2014), indicate the possible existence of a new instability domain towards the late stages of evolution of low-mass white dwarf stars, although their identification with SX Phe stars cannot be discarded.Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasInstituto Argentino de Radioastronomí

Nuevas estrellas pre enanas blancas pulsantes de masa extremadamente baja descubiertas en el CASLEO

Las estrellas enanas blancas de masa extremadamente baja (ELM, por sus siglas en inglés, M⁎ ≲ 0.18–0.20 M☉), podrían originarse como consecuencia de la gran pérdida de masa sufrida por una estrella gigante roja que formara parte de un sistema binario. Las enanas blancas de baja masa se han convertido en una fuente importante de estudio debido a que algunas de ellas son estrellas pulsantes. Esto último, constituye una oportunidad sin precedentes para conocer su interior y los canales evolutivos que conducen al origen de su formación, empleando la astrosismología. En este trabajo, presentamos resultados del análisis de datos fotométricos obtenidos en el CASLEO (Complejo Astronómico El Leoncito) de cuatro nuevas estrellas pulsantes que, de acuerdo a sus gravedades superficiales y temperaturas efectivas, serían estrellas preenanas blancas ELM. Con este descubrimiento, la cantidad de estrellas preenanas blancas pulsantes ELM conocidas hasta el momento se incrementaría a seis miembros.The Extremely Low Mass white dwarfs (ELM, M⁎ ≲ 0.18-0.20 M☉) could arise after the loss of large amount of mass suffered by a red giant star in a binary system. The low mass white dwarfs have become an important source of study because some of them are pulsating stars. The latter is an unprecedented opportunity to know their interior and the evolutionary channels leading to their origin, by employing asteroseismology. In this paper, we present photometric analysis of data obtained in the CASLEO (Complejo Astronómico El Leoncito) about four new pulsating stars, that according to their surface gravities and effective temperatures, would be pre-ELM white dwarf stars. With this discovery, the number of pulsating pre-ELM white dwarf stars known would increase to six members.Dossier: LVIII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Astronomía (La Plata, 14 al 18 de septiembre de 2015)Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasInstituto Argentino de RadioastronomíaInstituto de Astrofísica de La Plat

Nuevas estrellas pre enanas blancas pulsantes de masa extremadamente baja descubiertas en el CASLEO

Las estrellas enanas blancas de masa extremadamente baja (ELM, por sus siglas en inglés, M⁎ ≲ 0.18–0.20 M☉), podrían originarse como consecuencia de la gran pérdida de masa sufrida por una estrella gigante roja que formara parte de un sistema binario. Las enanas blancas de baja masa se han convertido en una fuente importante de estudio debido a que algunas de ellas son estrellas pulsantes. Esto último, constituye una oportunidad sin precedentes para conocer su interior y los canales evolutivos que conducen al origen de su formación, empleando la astrosismología. En este trabajo, presentamos resultados del análisis de datos fotométricos obtenidos en el CASLEO (Complejo Astronómico El Leoncito) de cuatro nuevas estrellas pulsantes que, de acuerdo a sus gravedades superficiales y temperaturas efectivas, serían estrellas preenanas blancas ELM. Con este descubrimiento, la cantidad de estrellas preenanas blancas pulsantes ELM conocidas hasta el momento se incrementaría a seis miembros.The Extremely Low Mass white dwarfs (ELM, M⁎ ≲ 0.18-0.20 M☉) could arise after the loss of large amount of mass suffered by a red giant star in a binary system. The low mass white dwarfs have become an important source of study because some of them are pulsating stars. The latter is an unprecedented opportunity to know their interior and the evolutionary channels leading to their origin, by employing asteroseismology. In this paper, we present photometric analysis of data obtained in the CASLEO (Complejo Astronómico El Leoncito) about four new pulsating stars, that according to their surface gravities and effective temperatures, would be pre-ELM white dwarf stars. With this discovery, the number of pulsating pre-ELM white dwarf stars known would increase to six members.Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasInstituto Argentino de RadioastronomíaInstituto de Astrofísica de La Plat