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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2022.tde-14022023-162404
Document
Author
Full name
Matheus Zaghi de Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Carciofi, Alex Cavalieri (President)
Fernandes, Marcelo Borges
Pereira, Vera Jatenco Silva
Vieira, Rodrigo Georgetti
Title in English
Magnetospheres around High Mass Stars revealed by Polarimetry
Keywords in English
Magnetic field
magnetosphere
polarimetry
radiative transfer
Abstract in English
About 10% of the known massive stars have a magnetic field of relevant strength. Combined with the star's fast rotation, the magnetic field may be able to trap the expelled material, forcing it to corotate with the star, creating the so-called magnetospheres. The Rigidly Rotating Magnetosphere (RRM) model was created for the case of strong magnetic fields and high rotation velocity. However, it is not able to simultaneously reproduce the photometry and polarimetry of the archetype star sigma Ori E's magnetosphere. An alternative model, named Dumbbell plus Disk (D+D) was proposed, which allows a good fit of the data and the determination of basic parameters of the magnetosphere. We present the results of a polarimetric survey of massive magnetic stars at Pico dos Dias Observatory (OPD), where observations of 18 stars were carried out int the V and R filters. We improved the fitting method of the D+D model, coupling the original routine to the emcee algorithm of the Monte Carlo Markov Chain method, making possible a more robust statistical analysis of the data. The objective of the project is to obtain linear polarization data of massive magnetic stars throughout their rotation period, and thus apply the D+D model to study their magnetospheres. We report the detection of four new magnetospheres by polarimetry, in the stars OriE, HD 35502, HD 142990, HR 7355, and HR 5907. We applied the model to observational data and improved the results of sigma Ori E. Of the new detections, two stars, HD 35502 and HD 142990 had good fits, making it possible to determine the parameters of their magnetospheres. HR 7355 and HR 5907 had marginal fits, which can be caused by the low modulation of the intrinsic polarization, or by the inadequacy of the D+D for these objects. An analysis was also made to investigate existing relations between the properties of the magnetosphere and its host star. We found that the mass of the magnetosphere increases with the strength of the magnetic field.
Title in Portuguese
Magnetosferas em torno de Estrelas Massivas reveladas por Polarimetria
Keywords in Portuguese
Campo magnético
magnetosfera
polarimetria
transporte radiativo
Abstract in Portuguese
Aproximadamente 10 das estrelas massivas conhecidas possuem campo magnético de força relevante. Combinado a uma rápida rotação da estrela, campos magnéticos podem ser capazes de aprisionar o material expelido, o forçando a corrotacionar com a estrela, criando as chamadas magnetosferas. O modelo Rigidly Rotating Magnetosphere (RRM) foi criado para o caso de campos fortes e altas velocidades de rotação. Ele, porém, não é capaz de reproduzir simultaneamente fotometria e polarimetria da estrela arquétipo sigma Ori E. Um modelo alternativo, chamado Dumbbell plus Disk (D+D) foi proposto, que permite um bom ajuste dos dados polarimétricos e a definição de parâmetros básicos da magnetosfera. Apresentamos o resultado de um monitoramento polarimétrico de estrelas massivas magnéticas no Observatório Pico dos Dias, onde foram realizadas observações de 18 estrelas nos filtros V e R. Aprimoramos o método de ajuste do modelo D+D, acoplando a rotina original ao algoritmo emcee do método de Monte Carlo via Cadeias de Markov, possibilitando uma análise estatística mais robusta dos dados. O objetivo do projeto é obter dados da polarização linear de estrelas massivas magnéticas durante todo seu período de rotação, e assim aplicar o modelo D+D para estudar suas magnetosferas. Reportamos a detecção de quatro novas magnetosferas por polarimetria, nas estrelas HD 35502, HD 142990, HR 7355 e HR 5907. Aplicamos o modelo aos dados observacionais, onde aprimoramos os resultados de sigma Ori E. Das novas detecções, duas estrelas, HD 35502 e HD 142990 tiveram bons ajustes, permitindo determinar os parâmetros de suas magnetosferas. HR 7355 e HR 5907 tiveram ajustes marginais, que podem ser causados pela baixa modulação da polarização intrínseca, ou pela inadequação do D+D para estes objetos. Também foi feita uma análise para investigar relações existentes entre as propriedades da magnetosfera e sua estrela. Encontramos que a massa da magnetosfera aumenta com a força do campo magnético.
 
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Publishing Date
2023-02-15
 
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