Estudo espectroscópico da atividade cromosférica em estrelas do tipo solar: a busca por caracterizar estrelas análogas em mínimo de Maunder

Since the first observations of sunspots made by Thomas Harriot and subsequently by Galileo and several other scientists, astronomers looked for methods to better understand the magnetic phenomena in the Sun and in solar-type stars. It is well established that the first indicators used to characteri...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Ferreira, Rafael Ramon
Outros Autores: Castro, Matthieu Sebastien
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Atividade cromosférica
Manchas solares
Mínimo de Maunder
Ciclos de atividade
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/37196
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Ferreira, Rafael Ramon
Estudo espectroscópico da atividade cromosférica em estrelas do tipo solar: a busca por caracterizar estrelas análogas em mínimo de Maunder
description Since the first observations of sunspots made by Thomas Harriot and subsequently by Galileo and several other scientists, astronomers looked for methods to better understand the magnetic phenomena in the Sun and in solar-type stars. It is well established that the first indicators used to characterize magnetic activity were sunspots. It is also worth highlighting one of the most intriguing phenomena of the evolution of solar magnetism known as Maunder’s minimum, which occurred specifically between 1645 and 1715. What makes this minimum of activity enigmatic is the registration of very few sunspots and practically no variability. over 70 years, remaining to this day without a consolidated explanation. In the twentieth century, with the advancement of observational techniques related to spectroscopy, astronomers began to make observations of solar/stellar activity also through spectra. The solar/stellar chromospheric activity has been the subject of exhaustive treatment over the last six decades in the literature. The main spectroscopic indicators come from the Ca II H&K resonant lines, particularly the indicators SMW and the index with photosphere correction R0 HK. Spectroscopic measurements of the activity of solar-type stars have been carried out since 1960, in an attempt to answer the question of how unique the magnetic evolution of the Sun is in relation to other solar-type stars. All this background has allowed to determine that stars of solar type have activity cycles, in the case of the Sun a primary cycle of 11 years is well established and a possible secondary cycle of 88 years may exist. The goal of this doctoral thesis is the observational investigation of the chromospheric activity of solar-type stars that are often cited in the literature as Maunder minimum candidates. In our work we obtained as main results: 1) The characterization and determination of the activity cycle of the solar analog HD43587 Pcyc = 10, 44 ± 3, 03 yrs, as well as estimates of its rotational period Prot = 22, 6 ± 1, 9d, and characterization of its magnetic field; 2) Development of theoretical tools to estimate the observations of stellar spots globally in other stars of the solar type; In addition we estimated the activity proxies to the solar Maunder minimum, i.e. hSMW i = 0.1625 ± 0.0003, log hR0 HKi = −4.933 ± 0.002 and the variabilities σSMW = 1.1 × 10−7 and σlog R0 HK= 2.7 × 10−6; 3) Analysis and determination of the activity cycle of 28 stars of the solar type indicated in the literature as in the state of Maunder minimum; 4) Calibration of activity indexes based on the Ca II H&K lines using the Coudé spectrograph located at the Pico dos Dias Observatory.
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It is also worth highlighting one of the most intriguing phenomena of the evolution of solar magnetism known as Maunder’s minimum, which occurred specifically between 1645 and 1715. What makes this minimum of activity enigmatic is the registration of very few sunspots and practically no variability. over 70 years, remaining to this day without a consolidated explanation. In the twentieth century, with the advancement of observational techniques related to spectroscopy, astronomers began to make observations of solar/stellar activity also through spectra. The solar/stellar chromospheric activity has been the subject of exhaustive treatment over the last six decades in the literature. The main spectroscopic indicators come from the Ca II H&K resonant lines, particularly the indicators SMW and the index with photosphere correction R0 HK. Spectroscopic measurements of the activity of solar-type stars have been carried out since 1960, in an attempt to answer the question of how unique the magnetic evolution of the Sun is in relation to other solar-type stars. All this background has allowed to determine that stars of solar type have activity cycles, in the case of the Sun a primary cycle of 11 years is well established and a possible secondary cycle of 88 years may exist. The goal of this doctoral thesis is the observational investigation of the chromospheric activity of solar-type stars that are often cited in the literature as Maunder minimum candidates. In our work we obtained as main results: 1) The characterization and determination of the activity cycle of the solar analog HD43587 Pcyc = 10, 44 ± 3, 03 yrs, as well as estimates of its rotational period Prot = 22, 6 ± 1, 9d, and characterization of its magnetic field; 2) Development of theoretical tools to estimate the observations of stellar spots globally in other stars of the solar type; In addition we estimated the activity proxies to the solar Maunder minimum, i.e. hSMW i = 0.1625 ± 0.0003, log hR0 HKi = −4.933 ± 0.002 and the variabilities σSMW = 1.1 × 10−7 and σlog R0 HK= 2.7 × 10−6; 3) Analysis and determination of the activity cycle of 28 stars of the solar type indicated in the literature as in the state of Maunder minimum; 4) Calibration of activity indexes based on the Ca II H&K lines using the Coudé spectrograph located at the Pico dos Dias Observatory. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Desde as primeiras observações das manchas solares realizadas por Thomas Harriot e subsequentemente por Galileu e diversos outros cientistas, os astrônomos buscam métodos para se compreender melhor os fenômenos magnéticos no Sol e em estrelas do tipo solar. Os primeiros indicadores usados para caracterizar a atividade foram as manchas solares. Também vale a pena destacar um dos mais intrigantes fenômenos da evolução do magnetismo solar conhecido como mínimo de Maunder, que ocorreu especificamente entre 1645 e 1715. O que faz este mínimo de atividade ser enigmático é o registro de pouquíssimas manchas solares e praticamente nenhuma variabilidade ao longo de 70 anos, permanecendo até hoje sem explicação consolidada. No século XX, com o avanço das técnicas observacionais referentes à espectroscopia, os astrônomos passaram a realizar observações da atividade solar/estelar também através dos espectros. A atividade cromosférica solar/estelar tem sido assunto tratado exaustivamente ao longo das últimas seis décadas na literatura. Os principais indicadores espectroscópicos são oriundos das linhas ressonantes do Ca II H&K, particularmente os indicadores SMW e o índice com correção fotosférica R0 HK. Medidas espectroscópicas de atividade das estrelas do tipo solar vêm sendo realizadas desde 1960, em busca de responder a questão de quão singular é a evolução magnética do Sol em relação as outras estrelas do tipo solar. Todo este plano de fundo tem permitido determinar que estrelas do tipo solar possuem ciclos de atividade, no caso do Sol é bem estabelecido um ciclo primário de 11 anos e um possível ciclo secundário de 88 anos. O objetivo desta tese de doutorado consiste na investigação observacional da atividade cromosférica de estrelas do tipo solar que são comumente citadas na literatura como candidatas à mínimo de Maunder. Em nosso trabalho obtivemos como principais resultados: 1) A caracterização e determinação do ciclo de atividade da análoga solar HD43587 com Pcyc = 10, 44 ± 3, 03 anos, bem como estimativas de seu período rotacional Prot = 22, 6 ± 1, 9d, e caracterização do campo magnético; 2) Desenvolvimento de ferramentas teóricas para se estimar indicadores de manchas estelares globalmente em outras estrelas do tipo solar; Além de estimar indicadores de atividade cromosférica para a época do mínimo de Maunder, i.e. hSMW i = 0.1625 ± 0.0003, log hR0 HKi = −4.933 ± 0.002 e as variabilidades σSMW = 1.1 × 10−7 e σlog R0 HK= 2.7 × 10−6; 3) Análise e determinação do ciclo de atividade de 28 estrelas do tipo solar indicadas na literatura como em estado de Mínimo de Maunder; 4) Calibração dos índices de atividade baseados nas linhas do Ca II H&K utilizando o espectrógrafo Coudé localizado no Observatório do Pico dos Dias. 2021-09-20T20:48:58Z 2021-09-20T20:48:58Z 2021-06-11 doctoralThesis FERREIRA, Rafael Ramon. Estudo espectroscópico da atividade cromosférica em estrelas do tipo solar: a busca por caracterizar estrelas análogas em mínimo de Maunder. 2021. 210f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/37196 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA

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