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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.14.2020.tde-21092020-070038
Documento
Autor
Nome completo
Marília Gabriela Cardoso Corrêa Carlos
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Moreno, Jorge Luis Melendez (Presidente)
Barbuy, Beatriz Leonor Silveira
Brito, Alan Alves
Maciel, Walter Junqueira
Pinho, Luan Ghezzi Ferreira
Santos, Simone Daflon dos
Título em português
Abundâncias químicas de estrelas anãs G e K e modelos de evolução estelar para [Fe/H]=-1.8 e [Fe/H]=-1.0 com enriquecimento-alpha
Palavras-chave em português
Estrelas: abundâncias
Estrelas: evolução
Estrelas: tipo solar anãs K e AGB
Técnicas: espectroscopia.
Resumo em português
O estudo de composição química das estrelas é crucial para o entendimento tanto sobre estrutura estelar quanto sobre a história de formação da nossa galáxia. Levando em consideração que o elemento Li é um dos mais importantes traçadores astrofísicos sobre mecanismos de transporte e mistura dentro e abaixo da zona convectiva de estrelas do tipo tardio, concluímos um estudo abrangente sobre depleção de Li em 85 gêmeas solares do campo na vizinhança solar, e mais três gêmeas solares do aglomerado aberto M67. Encontramos uma forte correlação entre depleção de Li e idade estelar, em acordo com modelos não-padrão de evolução estelar. Observamos, também, que o Sol pode ser considerado pobre em Li em comparação a outras gêmeas solares de idades similares (por um fator de ~2sigma). Nossos resultados também sugerem que estrelas com os mais baixos conteúdos de Li, para uma dada idade, são acompanhadas de baixos níveis de elementos refratários. Analisamos 8 estrelas anãs K do halo da Galáxia para mais informações sobre a formação dessa componente galáctica, concluindo uma análise química detalhada dos elementos C, Li, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Ba, La, Ce, Nd, Sm e Eu, e também dos isótopos 24Mg, 25Mg e 26Mg. Para sete estrelas encontramos um bom acordo em comparação a resultados da literatura. Entretanto, a anã K LHS 173 apresenta composição anômala de [alpha/Fe] e das seguintes outras espécies: baixas quantidades de Mg, Ca e K, e altos valores de Al, Sc, Co, Ni e Zn, em comparação a outras estrelas do halo galáctico. Esse resultado sugere que a anã LHS 173 pode não ter nascido na nossa galáxia, mas na verdade foi incorporada de uma galáxia satélite. A razão 26Mg/Mg indica que o enriquecimento químico galáctico devido a estrelas AGB ocorreu para [Fe/H]=-1.4. Um novo modelo para reproduzir nossos dados sugere que a escala de tempo para a formação do halo deve ser menor do que 1.5 Gano. Finalmente, apresentamos novos modelos de evolução estelar com os respectivos yields para três casos distintos: [Fe/H]=-1.8 escalonado para o padrão solar, [Fe/H]=-1.8 com [alpha/Fe]=0.30, e [Fe/H]=-1.0 com [alpha/Fe]=0.30. Comparamos os resultados de estrutura dos modelos de evolução estelar, abundâncias superficiais finais e yields, para avaliarmos se há diferenças entre o caso escalonado para o padrão solar e o com enriquecimento-alpha. Encontramos uma diferença mínima entre os modelos de evolução estelar escalonado para o padrão solar e os modelos com enriquecimento-alpha para as espécies mais pesadas (Ga ao Bi), e uma diferença maior para os elementos leves (C ao Zn) para os modelos de maiores massas. Também, usamos os yields produzidos pelo nosso trabalho em modelos de evolução química da Galáxia. No geral, o elemento mais sensível aos yields com enriquecimento-alpha é o N, espécie produzida principalmente por estrelas AGB.
Título em inglês
Chemical abundances of G and K dwarfs and stellar evolution models for [Fe/H]=-1.8 and [Fe/H]=-1.0 with alpha-enhancement
Palavras-chave em inglês
Stars: abundances
Stars: evolution
Stars: solar type K dwarfs and AGB
Techmiques: spectroscopic.
Resumo em inglês
The study of the chemical composition of stars is crucial to understand both stellar structure and the formation history of our galaxy. Taking in consideration that the element Li is one of the most important astrophysical tracers of transport mechanisms and mixing within and below the convective zone of late-type stars, we performed a comprehensive study of Li depletion in 85 field solar twins, plus three solar twins in the M67 open cluster. We find a strong correlation between Li depletion and stellar age, in agreement with non-standard stellar evolution models. Interestingly, we found that the Sun can be considered a Li-poor star in comparison with other solar twins at similar age (by a factor of ~2sigma). Our results also suggest that stars with the lowest Li abundances for their ages are accompanied by a lower level of refractory elements. We analyzed 8 halo K dwarfs to shed light on the formation of this particular galactic component, performing a detailed chemical analyses of the elements C, Li, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Ba, La, Ce, Nd, Sm and Eu, including the isotopic abundances of 24Mg, 25Mg and 26Mg. For seven stars we find a good agreement with results in the literature. However, the K dwarf LHS 173 presents anomalous composition of [alpha/Fe] and the following other species: lower amounts of Mg, Ca and K, and higher quantities of Al, Sc, Co, Ni and Zn, in comparison with other halo stars. This result suggests that LHS 173 was not born in our galaxy, but it was actually accreted from a dwarf galaxy. The 26Mg/Mg ratio indicates that the onset of AGB stars in the galactic halo occurred at [Fe/H]=-1.4. A new model to fit our data suggests that the timescale for the formation of the halo should be below 1.5 Gyr. Finally, we present stellar evolution models with their respective yields for three different cases: [Fe/H]=-1.8 scaled solar, [Fe/H]=-1.8 with [alpha/Fe]=0.30, and [Fe/H]=-1.0 with [alpha/Fe]=0.30. We compare the output structure of the stellar evolution models, final surface abundances and yields, in order to see if there is any difference between the scaled solar case to the alpha-enhanced one. We find almost no difference between the scaled solar and alpha-enhanced models for the heaviest species (Ga to Bi), and a slightly higher difference for the light elements (C to Zn) for the more massive models. We also use the yields produced in this work to run galactic chemical evolution models. In general, the more sensitive element to the alpha-enhanced yields is N, an element that is produced mainly in AGB stars.
 
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Data de Publicação
2020-11-06
 
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