Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas
| Ano de defesa: | 2024 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Espírito Santo
BR Mestrado em Física Centro de Ciências Exatas UFES Programa de Pós-Graduação em Física |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/17965 |
Resumo: | Within the population of white dwarfs, there is a group with unusual characteristics that challenge the single-star evolution model to explain their origin. These white dwarfs are massive, highly magnetic, and rapidly rotating, with masses that approach the Chan-drasekhar limit, magnetic field strengths between 106 G and 109 G and rotation periods ranging from minutes to seconds. One proposed formation process for these objects is the coalescence of a binary white dwarf system, where the conservation of mass, angular momentum, and magnetic flux can account for their particular parameters. This thesis studies the rotational evolution of the rapidly rotating, massive, and magnetic white dwarf RE J0317-853 (EUVE J0317-85.5), based on the assumption that it originated from the merger of a double degenerate system. For our investigation, we adopted the modeling developed by Sousa et al. (2022). In the post-merger context, the white dwarf is surrounded by a debris disk, with the presence of a matter flow towards the star. We calculated that the rotation of the white dwarf goes through three distinct phases, linked to the torques acting on it, spending most of its life undergoing magnetic braking. For an accretion rate of M˙ = 1.13 × 10−7 M⊙/year and a disk mass of Md = 0.31 M⊙, RE J0317-853 can reach the observed period of 725.7 s in approximately 0.2 Gyr. We estimated two possible configurations for the progenitor system of this white dwarf based on the mass ratio between the progenitors. RE J0317-853 could be the product of the merger of a white dwarf system with masses of 1.00 M⊙ and 0.50 M⊙, or it could have been formed by the coalescence of progenitors with masses of 0.75 M⊙ and 0.74 M⊙. The results obtained in this study resemble those of Sousa et al. (2022) for the progenitors of the white dwarf J2211+1136 (0,98 M⊙ and 0,49 M⊙), which, in turn, are similar to the configuration of the known double degenerate system NLTT 12758 (0,83 M⊙ and 0,69 M⊙), studied by Kawka et al. (2016). Another binary system composed of white dwarfs with masses similar to our estimates is the system NLTT 44447, formed by the magnetic white dwarf with 0.94 M⊙ and its non-magnetic companion, with 0.54 M⊙ (KAWKA et al., 2016). However, this system lacks measurements of the orbital period and rotational period of the stars. Future measurements of these parameters would allow a better assessment of the similarity between our estimate and this system, indicating whether this binary system could undergo coalescence |
| id |
UFES_a18a5c7400e4b6098477ed4ce0a8fe04 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufes.br:10/17965 |
| network_acronym_str |
UFES |
| network_name_str |
Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancasAnãs brancasFusão de bináriasEstrelas: EvoluçãoEstrelas: Rotação Estrelas: Indivíduo: EUVE J0317-85.5 (= RE J0317-853) White DwarfsStars: EvolutionStars: RotationStars: Individual: EUVE J0317-85.5 (= RE J0317-853)FísicaWithin the population of white dwarfs, there is a group with unusual characteristics that challenge the single-star evolution model to explain their origin. These white dwarfs are massive, highly magnetic, and rapidly rotating, with masses that approach the Chan-drasekhar limit, magnetic field strengths between 106 G and 109 G and rotation periods ranging from minutes to seconds. One proposed formation process for these objects is the coalescence of a binary white dwarf system, where the conservation of mass, angular momentum, and magnetic flux can account for their particular parameters. This thesis studies the rotational evolution of the rapidly rotating, massive, and magnetic white dwarf RE J0317-853 (EUVE J0317-85.5), based on the assumption that it originated from the merger of a double degenerate system. For our investigation, we adopted the modeling developed by Sousa et al. (2022). In the post-merger context, the white dwarf is surrounded by a debris disk, with the presence of a matter flow towards the star. We calculated that the rotation of the white dwarf goes through three distinct phases, linked to the torques acting on it, spending most of its life undergoing magnetic braking. For an accretion rate of M˙ = 1.13 × 10−7 M⊙/year and a disk mass of Md = 0.31 M⊙, RE J0317-853 can reach the observed period of 725.7 s in approximately 0.2 Gyr. We estimated two possible configurations for the progenitor system of this white dwarf based on the mass ratio between the progenitors. RE J0317-853 could be the product of the merger of a white dwarf system with masses of 1.00 M⊙ and 0.50 M⊙, or it could have been formed by the coalescence of progenitors with masses of 0.75 M⊙ and 0.74 M⊙. The results obtained in this study resemble those of Sousa et al. (2022) for the progenitors of the white dwarf J2211+1136 (0,98 M⊙ and 0,49 M⊙), which, in turn, are similar to the configuration of the known double degenerate system NLTT 12758 (0,83 M⊙ and 0,69 M⊙), studied by Kawka et al. (2016). Another binary system composed of white dwarfs with masses similar to our estimates is the system NLTT 44447, formed by the magnetic white dwarf with 0.94 M⊙ and its non-magnetic companion, with 0.54 M⊙ (KAWKA et al., 2016). However, this system lacks measurements of the orbital period and rotational period of the stars. Future measurements of these parameters would allow a better assessment of the similarity between our estimate and this system, indicating whether this binary system could undergo coalescenceNo meio da população de anãs brancas, existe um grupo com características incomuns que desafiam o modelo de evolução de uma única estrela para explicar sua origem. Essas anãs brancas são massivas, altamente magnéticas e de rápida rotação, com massas que se aproximam do limite de Chandrasekhar, campos de intensidade entre 106 G e 109 G e períodos na faixa de minutos e até segundos. Uma proposta para o processo de formação desses objetos é a coalescência de um sistema binário de anãs brancas, cuja conservação de massa, momento angular e fluxo magnético pode explicar seus parâmetros particulares. Esta dissertação estuda a evolução da rotação da anã branca rápida, massiva e magnética RE J0317-853 (EUVE J0317-85.5), partindo do pressuposto de que sua origem tenha sido na fusão de um sistema duplo degenerado. Para nossa investigação, adotamos a modelagem desenvolvida por Sousa et al. (2022). No contexto pós-fusão, a anã branca se encontra cercada por um disco de detritos, com a presença de um fluxo de matéria em direção à estrela. Calculamos que a rotação da anã branca passa por três fases distintas, atreladas ao torque em atuação sobre ela, passando a maior parte de sua vida sofrendo frenagem magnética. Para uma taxa de acreção M˙ = 1,13 × 10−7 M⊙/ano e um disco de massa Md = 0,31 M⊙, RE J0317-853 pode atingir o período observado de 725,7 s em aproximadamente 0,2 Ga. Estimamos duas possíveis configurações para o sistema de origem dessa anã branca em função da razão de massa entre as progenitoras. RE J0317-853 pode ser o produto da fusão de um sistema de anãs brancas de massas 1,00 M⊙ e 0,50 M⊙, ou pode ter sido formada pela coalescência de progenitoras de massas 0,75 M⊙ e 0,74 M⊙. Os resultados obtidos neste estudo se assemelham aos resultados de Sousa et al. (2022) para as progenitoras da anã branca J2211+1136 (0,98 M⊙ e 0,49 M⊙), que, por sua vez, são semelhantes à configuração do sistema duplo degenerado conhecido NLTT 12758 (0,83 M⊙ e 0,69 M⊙), estudado por Kawka et al. (2016). Outro sistema binário composto por anãs brancas de massas similares às nossas estimativas é o sistema NLTT 44447, formado por uma anã branca magnética de 0,94 M⊙ e sua companheira não-magnética, com 0,54 M⊙ (KAWKA et al., 2016). Contudo, esse sistema carece de medições do período orbital e do período rotacional das estrelas. Futuras medições desses parâmetros nos permitiriam uma melhor avaliação da semelhança entre nossa estimativa e o sistema em questão, indicando se esse sistema binário poderia passar por coalescênciaCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado em FísicaCentro de Ciências ExatasUFESPrograma de Pós-Graduação em FísicaSousa, Manoel Felipe https://orcid.org/0000-0002-5438-3460http://lattes.cnpq.br/7196922551233872Coelho, Jaziel Goulart https://orcid.org/0000-0001-9386-1042http://lattes.cnpq.br/0298932683600051https://orcid.org/0009-0004-0958-4265http://lattes.cnpq.br/1532223647228007Lenzi, César Henriquehttps://orcid.org/0000-0001-5887-338Xhttp://lattes.cnpq.br/6728166498098286Rodrigues, Davi Cabralhttps://orcid.org/0000-0003-1683-5443http://lattes.cnpq.br/5465449494182034Lacerda, Isabelle Assis2024-10-17T10:56:06Z2024-10-17T10:56:06Z2024-08-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17965porpthttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2025-05-15T16:59:48Zoai:repositorio.ufes.br:10/17965Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082025-05-15T16:59:48Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas |
| title |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas |
| spellingShingle |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas Lacerda, Isabelle Assis Anãs brancas Fusão de binárias Estrelas: Evolução Estrelas: Rotação Estrelas: Indivíduo: EUVE J0317-85.5 (= RE J0317-853) White Dwarfs Stars: Evolution Stars: Rotation Stars: Individual: EUVE J0317-85.5 (= RE J0317-853) Física |
| title_short |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas |
| title_full |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas |
| title_fullStr |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas |
| title_full_unstemmed |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas |
| title_sort |
Evolução da rotação de anãs brancas rápidas e magnéticas remanescentes de fusões de binárias de anãs brancas |
| author |
Lacerda, Isabelle Assis |
| author_facet |
Lacerda, Isabelle Assis |
| author_role |
author |
| dc.contributor.none.fl_str_mv |
Sousa, Manoel Felipe https://orcid.org/0000-0002-5438-3460 http://lattes.cnpq.br/7196922551233872 Coelho, Jaziel Goulart https://orcid.org/0000-0001-9386-1042 http://lattes.cnpq.br/0298932683600051 https://orcid.org/0009-0004-0958-4265 http://lattes.cnpq.br/1532223647228007 Lenzi, César Henrique https://orcid.org/0000-0001-5887-338X http://lattes.cnpq.br/6728166498098286 Rodrigues, Davi Cabral https://orcid.org/0000-0003-1683-5443 http://lattes.cnpq.br/5465449494182034 |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Lacerda, Isabelle Assis |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Anãs brancas Fusão de binárias Estrelas: Evolução Estrelas: Rotação Estrelas: Indivíduo: EUVE J0317-85.5 (= RE J0317-853) White Dwarfs Stars: Evolution Stars: Rotation Stars: Individual: EUVE J0317-85.5 (= RE J0317-853) Física |
| topic |
Anãs brancas Fusão de binárias Estrelas: Evolução Estrelas: Rotação Estrelas: Indivíduo: EUVE J0317-85.5 (= RE J0317-853) White Dwarfs Stars: Evolution Stars: Rotation Stars: Individual: EUVE J0317-85.5 (= RE J0317-853) Física |
| description |
Within the population of white dwarfs, there is a group with unusual characteristics that challenge the single-star evolution model to explain their origin. These white dwarfs are massive, highly magnetic, and rapidly rotating, with masses that approach the Chan-drasekhar limit, magnetic field strengths between 106 G and 109 G and rotation periods ranging from minutes to seconds. One proposed formation process for these objects is the coalescence of a binary white dwarf system, where the conservation of mass, angular momentum, and magnetic flux can account for their particular parameters. This thesis studies the rotational evolution of the rapidly rotating, massive, and magnetic white dwarf RE J0317-853 (EUVE J0317-85.5), based on the assumption that it originated from the merger of a double degenerate system. For our investigation, we adopted the modeling developed by Sousa et al. (2022). In the post-merger context, the white dwarf is surrounded by a debris disk, with the presence of a matter flow towards the star. We calculated that the rotation of the white dwarf goes through three distinct phases, linked to the torques acting on it, spending most of its life undergoing magnetic braking. For an accretion rate of M˙ = 1.13 × 10−7 M⊙/year and a disk mass of Md = 0.31 M⊙, RE J0317-853 can reach the observed period of 725.7 s in approximately 0.2 Gyr. We estimated two possible configurations for the progenitor system of this white dwarf based on the mass ratio between the progenitors. RE J0317-853 could be the product of the merger of a white dwarf system with masses of 1.00 M⊙ and 0.50 M⊙, or it could have been formed by the coalescence of progenitors with masses of 0.75 M⊙ and 0.74 M⊙. The results obtained in this study resemble those of Sousa et al. (2022) for the progenitors of the white dwarf J2211+1136 (0,98 M⊙ and 0,49 M⊙), which, in turn, are similar to the configuration of the known double degenerate system NLTT 12758 (0,83 M⊙ and 0,69 M⊙), studied by Kawka et al. (2016). Another binary system composed of white dwarfs with masses similar to our estimates is the system NLTT 44447, formed by the magnetic white dwarf with 0.94 M⊙ and its non-magnetic companion, with 0.54 M⊙ (KAWKA et al., 2016). However, this system lacks measurements of the orbital period and rotational period of the stars. Future measurements of these parameters would allow a better assessment of the similarity between our estimate and this system, indicating whether this binary system could undergo coalescence |
| publishDate |
2024 |
| dc.date.none.fl_str_mv |
2024-10-17T10:56:06Z 2024-10-17T10:56:06Z 2024-08-26 |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://repositorio.ufes.br/handle/10/17965 |
| url |
http://repositorio.ufes.br/handle/10/17965 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por pt |
| language |
por |
| language_invalid_str_mv |
pt |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
| rights_invalid_str_mv |
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.format.none.fl_str_mv |
Text application/pdf |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Espírito Santo BR Mestrado em Física Centro de Ciências Exatas UFES Programa de Pós-Graduação em Física |
| publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Espírito Santo BR Mestrado em Física Centro de Ciências Exatas UFES Programa de Pós-Graduação em Física |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) instacron:UFES |
| instname_str |
Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) |
| instacron_str |
UFES |
| institution |
UFES |
| reponame_str |
Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) |
| collection |
Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) |
| repository.mail.fl_str_mv |
riufes@ufes.br |
| _version_ |
1834479052648349696 |