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Title: Estrelas gigantes ricas em lítio: um estudo da anomalia química e do campo magnético desses objetos
Authors: Gonçalves, Bernardo Forton Odlavson
Keywords: Estrelas: abundâncias;Estrelas: campo magnético;Estrelas: gigantes;Estrelas: tipos tardios
Issue Date: 10-Sep-2018
Citation: GONÇALVES, Bernardo Forton Odlavson. Estrelas gigantes ricas em lítio: um estudo da anomalia química e do campo magnético desses objetos. 2018. 84f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: De acordo com a teoria padrão de evolução estelar, as estrelas pouco massivas (tipo espectral K e G) devem chegar ao início da sequência principal (ZAMS) com uma abundância de lítio (Li) próxima ao valor meteorítico, que é de ∼ 3, 3 dex, e manter essa abundância aproximadamente constante até que atinjam a primeira zona de dragagem no Ramo das Gigantes Vermelhas (RGB). Após o término dos processos de diluição, já na região do red clump, tais estrelas deveriam apresentar uma abundância de lítio relativamente baixa (< 1, 5 dex). Entretanto, aproximadamente 1-2% de todas as estrelas gigantes K e G observadas apresentam uma abundância anormalmente alta de lítio (≥ 1, 5 dex). Várias são as possibilidades encontradas na literatura para reconciliar teoria e observação, porém nenhuma delas é capaz de explicar todos os cenários em que essas anomalias químicas acontecem. O objetivo do nosso trabalho é apresentar um novo estudo sobre as estrelas ricas em lítio de tipo espectral G e K e analisar se existem características particulares às ricas em lítio que apresentam campo magnético detectado. Montamos uma base de dados de 20 estrelas gigantes — retiradas de Charbonnel e Balachandran (2000), Kumar, Reddy e Lambert (2011), e Lèbre et al. (2009) — e calculamos os parâmetros atmosféricos e as abundâncias de Li para essas estrelas. Também calculamos o campo magnético longitudinal para uma subamostra das estrelas com espectros observados em alta resolução e disponíveis no PolarBase (Petit et al., 2014). Para obtermos tais resultados, utilizamos a técnica do Least-Squares Deconvolution (LSD) (Donati et al., 1997) e a ferramenta de análise espectral iSpec (Blanco-Cuaresma et al., 2014). No que diz respeito aos estados evolutivos, utilizamos as paralaxes recentemente fornecidas pela missão espacial Gaia (ESA). Obtivemos resultados para os parâmetros atmosféricos e abundância de Li usando o mesmo procedimento para todas as estrelas. Assim, temos a confiabilidade em comparar estrelas que possivelmente tiveram seus espectros tratados de maneiras distintas e que foram observadas por diferentes instrumentos. Obtivemos relações entre abundância de Li, velocidade de rotação, e presença de campo magnético que estão de acordo com o previsto na literatura. Concluímos que cada estrela precisa ser analisada de forma individual e com uma espectroscopia mais refinada para que a real natureza de sua abundância de Li seja desvendada. A razão isotópica 12C/13C, e a razão elementar C/N, precisam ser investigadas para determinarmos com precisão a posição das estrelas (da nossa base) no diagrama H-R. A influência do campo magnético na abundância de Li ainda não é bastante clara, já que não podemos descartar a existência de um campo não superficial atuando no interior da zona convectiva e alterando mecanismos de mistura.
Abstract: According to the standard theory of stellar evolution, low-mass stars (spectral type K and G) must reach the beginning of the main sequence (ZAMS) with lithium (Li) abundance near to the meteoritical value, which is ∼ 3.3 dex, and hold this abundance approximately constant until they reach the first dredge-up zone in the Red Giant Branch (RGB). After completion of the dilution processes, already in the red clump, such stars should present a relatively low Li abundance (< 1.5 dex). However, approximately 1-2% of all observed K and G giant stars have an abnormally high Li abundance (≥ 1.5 dex). It is possible to find in the literature many attempts to reconcile theory and observation, but none of them is capable of explaining all the scenarios in which those chemical anomalies occur. Our work aims at presenting a new study of lithium-rich G and K spectral type stars and at analyzing the possible existence of particular characteristics to the lithium-rich stars that present detected magnetic field. We have assembled a sample of 20 giant stars — taken from Charbonnel e Balachandran (2000), Kumar, Reddy e Lambert (2011), and Lèbre et al. (2009) — and we computed the atmospheric parameters and Li abundances for those stars. We also computed the longitudinal magnetic field for a sub-sample of stars with observed high-resolution spectra available at PolarBase (Petit et al., 2014). In order to get those results, we have used the Least-Squares Deconvolution (LSD) technique (Donati et al., 1997) and the spectral analysis tool iSpec (Blanco-Cuaresma et al., 2014). Concerning the evolutionary states, we have used parallaxes recently provided by ESA’s Gaia space observatory. We obtained results for the atmospheric parameters and the Li abundance using the same procedure for all stars. Thus, we have the reliability in comparing stars that possibly had their spectra treated in different ways and that were observed by different instruments. We obtained relations between Li abundance, rotation velocity, and presence of a magnetic field according to what is predicted in the literature. We conclude that each star needs to be analyzed individually and with a more refined spectroscopy such that the real nature of its Li abundance is unraveled. The 12C/13C isotopic ratio, and the C/N elemental ratio, need to be investigated so that we can determine precisely the position of some stars (of our sample) on the H-R diagram. The influence of the magnetic field on the Li abundance is still not clear, since we cannot rule out the existence of a non-superficial field acting inside the convective zone and altering mixing mechanisms.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26558
Appears in Collections:PPGFIS - Mestrado em Física

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