Estudo populacional de estrelas Be: uma análise abrangente de milhares de curvas de luz das Nuvens de Magalhães
| Ano de defesa: | 2025 |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14131/tde-29052025-161631/ |
Resumo: | Estrelas Be são objetos enigmáticos, caracterizados por suas altas taxas de rotação e pela capacidade de ejetar matéria, formando um disco gasoso ao seu redor. Desde os primórdios da astrofísica observacional, cerca de 2400 estrelas Be foram identificadas na Via Láctea. O presente trabalho se dedicou ao estudo de aproximadamente 3000 curvas de luz multi-banda de estrelas Be das Nuvens de Magalhães, com uma cobertura de mais de vinte anos cada. Após um cuidadoso trabalho de seleção e filtragem, foram identificadas 1751 candidatas a estrelas Be nessas galáxias, número que, comparado ao acima, dá uma ideia do grande escopo deste trabalho. Esta amostra, proveniente do levantamento OGLE é, certamente, a base de dados homogênea mais extensa sobre este tipo de objeto, abrangendo um total de mais de 60 milênios de fotometria. O objetivo central deste trabalho é estudar as propriedades e variabilidades dos discos de estrelas Be em ambas as galáxias, visando estabelecer como a massa e a metalicidade afetam a manifestação destes discos e a atividade estelar. Cada curva de luz foi manualmente analisada para distinguir entre diferentes cenários dinâmicos, tais como formação de um disco, dissipação, inatividade, etc. A análise se baseia em modelos dinâmicos de discos, além de uma grade de modelos fotosféricos, utilizados para diagnosticar a inclinação desses sistemas (o que impacta profundamente a assinatura fotométrica associada ao surgimento de um disco) e estimar a massa estelar. Isso nos permitiu classificar a atividade dessas estrelas, medindo, pela primeira vez, quantidades como a fração de tempo em que a estrela perde massa de forma ativa (ciclo de trabalho), a fração do tempo para a qual a estrela possui um disco detectável (ciclo de trabalho do disco), a taxa de erupções por ano, entre outras quantidades. O ciclo de trabalho possui uma ampla distribuição, com valores medianos de 0,44 (LMC)e 0,60 (SMC). O ciclo de trabalho do disco é alto em ambas as galáxias, com valores medianos de 0,99 (LMC) e 1,0 (SMC), o que indica que os discos estão quase sempre presentes para essas estrelas. A taxa de erupções varia de aproximadamente zero até duas vezes por ano, com valores medianos de 0,31 (LMC) e 0,26 (SMC) erupções por ano. Todos os aspectos da variabilidade são positivamente correlacionados com a massa estelar. Há fortes diferenças estatísticas no comportamento das populações da LMC e SMC, com as estrelas dessa última sendo mais ativas em termos dos seus ciclos de trabalho e ciclo de trabalho do disco. Apesar das estrelas da SMC apresentarem erupções menos frequentes, estas são mais duradouras e produzem discos com maior densidade, em comparação com a amostra da LMC. Conclui-se que tanto a massa quanto a metalicidade são fatores determinantes na manifestação das estrelas Be, influenciando significativamente como o fenômeno Be se apresenta nessas estrelas. Esses resultados representam um avanço importante na identificação dos mecanismos físicos que determinam as características das estrelas Be. Além disso, o presente estudo deixa um legado relevante para a literatura, fornecendo uma base valiosa para pesquisas futuras com as estrelas da amostra, ao disponibilizar diversos dados sobre a caracterização dos discos e uma estimativa da massa da estrela central, aplicáveis a uma amostra comparável à totalidade das estrelas Be conhecidas na Galáxia até o momento. |
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Estudo populacional de estrelas Be: uma análise abrangente de milhares de curvas de luz das Nuvens de MagalhãesBe star demographycs: a comprehensive study of thousands of lightcurves in the Magellanic CloudsBe starsCircunstellar materialEstrelas BeFotometriaMagellanic CloudMass lossMaterial circunstelarNuvens de MagalhãesPerda de massaPhotometryEstrelas Be são objetos enigmáticos, caracterizados por suas altas taxas de rotação e pela capacidade de ejetar matéria, formando um disco gasoso ao seu redor. Desde os primórdios da astrofísica observacional, cerca de 2400 estrelas Be foram identificadas na Via Láctea. O presente trabalho se dedicou ao estudo de aproximadamente 3000 curvas de luz multi-banda de estrelas Be das Nuvens de Magalhães, com uma cobertura de mais de vinte anos cada. Após um cuidadoso trabalho de seleção e filtragem, foram identificadas 1751 candidatas a estrelas Be nessas galáxias, número que, comparado ao acima, dá uma ideia do grande escopo deste trabalho. Esta amostra, proveniente do levantamento OGLE é, certamente, a base de dados homogênea mais extensa sobre este tipo de objeto, abrangendo um total de mais de 60 milênios de fotometria. O objetivo central deste trabalho é estudar as propriedades e variabilidades dos discos de estrelas Be em ambas as galáxias, visando estabelecer como a massa e a metalicidade afetam a manifestação destes discos e a atividade estelar. Cada curva de luz foi manualmente analisada para distinguir entre diferentes cenários dinâmicos, tais como formação de um disco, dissipação, inatividade, etc. A análise se baseia em modelos dinâmicos de discos, além de uma grade de modelos fotosféricos, utilizados para diagnosticar a inclinação desses sistemas (o que impacta profundamente a assinatura fotométrica associada ao surgimento de um disco) e estimar a massa estelar. Isso nos permitiu classificar a atividade dessas estrelas, medindo, pela primeira vez, quantidades como a fração de tempo em que a estrela perde massa de forma ativa (ciclo de trabalho), a fração do tempo para a qual a estrela possui um disco detectável (ciclo de trabalho do disco), a taxa de erupções por ano, entre outras quantidades. O ciclo de trabalho possui uma ampla distribuição, com valores medianos de 0,44 (LMC)e 0,60 (SMC). O ciclo de trabalho do disco é alto em ambas as galáxias, com valores medianos de 0,99 (LMC) e 1,0 (SMC), o que indica que os discos estão quase sempre presentes para essas estrelas. A taxa de erupções varia de aproximadamente zero até duas vezes por ano, com valores medianos de 0,31 (LMC) e 0,26 (SMC) erupções por ano. Todos os aspectos da variabilidade são positivamente correlacionados com a massa estelar. Há fortes diferenças estatísticas no comportamento das populações da LMC e SMC, com as estrelas dessa última sendo mais ativas em termos dos seus ciclos de trabalho e ciclo de trabalho do disco. Apesar das estrelas da SMC apresentarem erupções menos frequentes, estas são mais duradouras e produzem discos com maior densidade, em comparação com a amostra da LMC. Conclui-se que tanto a massa quanto a metalicidade são fatores determinantes na manifestação das estrelas Be, influenciando significativamente como o fenômeno Be se apresenta nessas estrelas. Esses resultados representam um avanço importante na identificação dos mecanismos físicos que determinam as características das estrelas Be. Além disso, o presente estudo deixa um legado relevante para a literatura, fornecendo uma base valiosa para pesquisas futuras com as estrelas da amostra, ao disponibilizar diversos dados sobre a caracterização dos discos e uma estimativa da massa da estrela central, aplicáveis a uma amostra comparável à totalidade das estrelas Be conhecidas na Galáxia até o momento.Be stars are enigmatic objects, characterized by their high rotation rates and the ability to eject matter, forming a gaseous disk around them. Since the beginnings of observational astrophysics, about 2400 stars have been identified in the Milky Way. The present work is dedicated to the study of approximately 3000 multi-band light curves of Be stars from the Magellanic Clouds, with a coverage of more than twenty years each. After careful selection and filtering work, 1751 Be stars candidates were identified in both galaxies, a number that, compared to the above, gives an idea of the great scope of this work. This sample, coming from the OGLE survey, is certainly a more extensive comprehensive database on this type of object, covering a total of more than 60 millennia of photometry. The main aim of this work is to study the properties and variability of Be star disks in both galaxies, studying how mass and metallicity affect the manifestation of these disks and stellar activity. Each light curve was manually analyzed to distinguish between different dynamic scenarios such as disk formation, dissipation, inactivity, etc. The analysis is based on dynamic disk scenario, in addition to a grid of photospheric models, used to diagnose the inclination of these systems (which profoundly impacts the photometric signature associated with the emergence of a disk) and estimate the stellar mass. This allowed us to classify the activity of these stars, measuring, for the first time, quantities such as the fraction of time that the star actively loses mass (duty cycle), the fraction of time for which the star has a detectable disk (disk duty cycle), the rate of eruptions per year, among other quantities. The duty cycle has a wide distribution, with median values of 0.44 (LMC) and 0.60 (SMC). The disk duty cycle is high in both galaxies, with median values of 0.99 (LMC) and 1.0 (SMC), indicating that disks are almost always present for these stars. The rate of eruptions varies from approximately zero to twice per year, with median values of 0.31 (LMC) and 0.26 (SMC) eruptions per year. All aspects of variability are positively correlated with stellar mass. There are strong statistical differences in the behavior of the LMC and SMC populations, with low metallicity stars being more active in terms of their duty cycles and disk duty cycle. Although the SMC stars have less frequent eruptions, they last longer and produce discs with greater density, compared to the LMC sample. It is possible to conclude that both mass and metallicity are determining factors in the manifestation of Be stars, significantly influencing how the Be phenomenon appears in these stars. These results represent an important advance in identifying the physical mechanisms that determine the characteristics of Be stars. Furthermore, the present study leaves a relevant legacy for the literature, providing a valuable basis for future research with the stars in the sample, by providing several data on the characterization of the disks and an estimate of the mass of the central star, applicable to a comparable sample to all Be stars known in the Galaxy to date.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCarciofi, Alex CavalieriFigueiredo, André Luiz2025-03-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14131/tde-29052025-161631/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-02T18:17:02Zoai:teses.usp.br:tde-29052025-161631Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-02T18:17:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Estrelas Be são objetos enigmáticos, caracterizados por suas altas taxas de rotação e pela capacidade de ejetar matéria, formando um disco gasoso ao seu redor. Desde os primórdios da astrofísica observacional, cerca de 2400 estrelas Be foram identificadas na Via Láctea. O presente trabalho se dedicou ao estudo de aproximadamente 3000 curvas de luz multi-banda de estrelas Be das Nuvens de Magalhães, com uma cobertura de mais de vinte anos cada. Após um cuidadoso trabalho de seleção e filtragem, foram identificadas 1751 candidatas a estrelas Be nessas galáxias, número que, comparado ao acima, dá uma ideia do grande escopo deste trabalho. Esta amostra, proveniente do levantamento OGLE é, certamente, a base de dados homogênea mais extensa sobre este tipo de objeto, abrangendo um total de mais de 60 milênios de fotometria. O objetivo central deste trabalho é estudar as propriedades e variabilidades dos discos de estrelas Be em ambas as galáxias, visando estabelecer como a massa e a metalicidade afetam a manifestação destes discos e a atividade estelar. Cada curva de luz foi manualmente analisada para distinguir entre diferentes cenários dinâmicos, tais como formação de um disco, dissipação, inatividade, etc. A análise se baseia em modelos dinâmicos de discos, além de uma grade de modelos fotosféricos, utilizados para diagnosticar a inclinação desses sistemas (o que impacta profundamente a assinatura fotométrica associada ao surgimento de um disco) e estimar a massa estelar. Isso nos permitiu classificar a atividade dessas estrelas, medindo, pela primeira vez, quantidades como a fração de tempo em que a estrela perde massa de forma ativa (ciclo de trabalho), a fração do tempo para a qual a estrela possui um disco detectável (ciclo de trabalho do disco), a taxa de erupções por ano, entre outras quantidades. O ciclo de trabalho possui uma ampla distribuição, com valores medianos de 0,44 (LMC)e 0,60 (SMC). O ciclo de trabalho do disco é alto em ambas as galáxias, com valores medianos de 0,99 (LMC) e 1,0 (SMC), o que indica que os discos estão quase sempre presentes para essas estrelas. A taxa de erupções varia de aproximadamente zero até duas vezes por ano, com valores medianos de 0,31 (LMC) e 0,26 (SMC) erupções por ano. Todos os aspectos da variabilidade são positivamente correlacionados com a massa estelar. Há fortes diferenças estatísticas no comportamento das populações da LMC e SMC, com as estrelas dessa última sendo mais ativas em termos dos seus ciclos de trabalho e ciclo de trabalho do disco. Apesar das estrelas da SMC apresentarem erupções menos frequentes, estas são mais duradouras e produzem discos com maior densidade, em comparação com a amostra da LMC. Conclui-se que tanto a massa quanto a metalicidade são fatores determinantes na manifestação das estrelas Be, influenciando significativamente como o fenômeno Be se apresenta nessas estrelas. Esses resultados representam um avanço importante na identificação dos mecanismos físicos que determinam as características das estrelas Be. Além disso, o presente estudo deixa um legado relevante para a literatura, fornecendo uma base valiosa para pesquisas futuras com as estrelas da amostra, ao disponibilizar diversos dados sobre a caracterização dos discos e uma estimativa da massa da estrela central, aplicáveis a uma amostra comparável à totalidade das estrelas Be conhecidas na Galáxia até o momento. |
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