Asteroseismology of corot & kepler delta scuti stars

  1. Sebastià Barceló Forteza
Supervised by:
  1. Teodoro Roca Cortés

Defence university: Universidad de La Laguna

Year of defence: 2015

Department:
  1. Astrofísica

Type: Thesis

Teseo: 398679

Abstract

En este trabajo realizamos un estudio astrosismológico de estrellas de tipo delta Scuti utilizando las curvas de luz obtenidas mediante los satélites CoRoT y Kepler. Su alto rendimiento temporal (90-97\%) y su alta relación señal a ruido nos permiten estudiar los modos de amplitudes muy pequeñas, a los que comunmente se les llama grass, ya que no son observables desde telescopios terrestres. Por una parte, gracias al corto intervalo de muestreo la cadencia de CoRoT, es posible estudiar todo el rango de frecuencias de este tipo de estrellas y, por lo tanto, determinar la estructura de su espectro de potencias. En cambio, las curvas de luz obtenidas mediante Kepler tienen mayor duración y poseen una mayor resolución en frecuencia lo que nos permite un estudio muy preciso de la evolución temporal de los modos. Para ello, diseñamos un conjunto de programas (delta Scuti Basics Finder -dSBF-) capaz de realizar dicho análisis con datos de ambos satélites indistintamente. Nuestro código permite estudiar curvas de luz con huecos temporales y con un muestreo no uniforme evitando efectos espúreos. Este método incluye la interpolación y el análisis de las curvas de luz, obteniendo resultados muy precisos en la determinación de las características de un considerable número de picos y en un tiempo de computación razonable. También permite caracterizar la estructura del espectro de potencias, así como sus posibles regularidades, y determinar la evolución en el tiempo de los modos. De esta forma, hemos podido estimar los parámetros estelares de CID 546, CID 3619, CID 8669 y KIC 5892969; incluyendo su deformación debida a la rotación. Dicha deformación explica la estructura del espectro de potencia en este tipo de estrellas tal y como sugieren Lignieres & Georgeot (2009), es decir, estaría compuesta por unas pocas decenas de "modos de 2 islas" y por un mayor numero de "modos caóticos" dependiendo de su velocidad de rotación. Estos modos de menor amplitud formarían una meseta o grass. La estabilidad de los modos de las estrellas de tipo delta Scuti es mucho mayor que el de las oscilaciones de tipo solar debido a las propiedades de su mecanismo de excitación: el mecanismo kappa. Aún así, gracias a las campañas de larga duración, hemos observado variaciones en dichos modos. Estas variaciones se observan en la mayor parte de nuestra muestra de unas 200 estrellas delta Scuti observadas con Kepler y pueden ser debidas a fenómenos como los de binariedad o como el acoplamiento resonante de modos (RMC). Al menos un 17\% de estas delta Scuti presentan variaciones cíclicas similares a las observadas en los tres modos de mayor amplitud de KIC 5892969. Las variaciones en amplitud y fase de estos modos son debidas al RMC entre "modos padre" de baja frecuencia con un "modo hijo" inestable. Otras de las variaciones observadas tanto en dicha estrella como en otras de la muestra (hasta el 48\%) son consistentes con diferentes casos de acoplamiento resonante. Además, gracias al estudio de una muestra más amplia de estrellas (unas 450), encontramos una relación directa entre la frecuencia de potencia máxima y la temperatura efectiva de la estrella. Esta relación puede explicarse con la excitación de modos de mayor orden radial con una mayor temperatura tal y como se predice en Dziembowski (1997).