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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Amanda Caveagna Rubio
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Carciofi, Alex Cavalieri (Presidente)
Diaz, Marcos Perez
Jones, Carol Evelyn
Ojeda, Michel Jorge Daniel Curé
Título em inglês
Eyes on Phact: unraveling a Be star and its disk
Palavras-chave em inglês
Bayesian analysis
Be star
MCMC
photometry
polarimetry
Resumo em inglês
Disks are a common feature in astrophysical systems. They are present in young stellar objects, cataclysmic variables, and even active galactic nuclei. Many of these disks can be well described by the $\alpha$-disk formulation, that assumes the build up of the disk is regulated by the viscosity of the material, described by a parameter called simply alpha. All disks in the systems cited are accretion disks: the matter on the disk is spiralling towards the central object, be it a star or a compact object such as a black hole. There is, however, a very particular case where the disk is actually decreting, built from matter expelled from the central object: Be stars. Be stars are fast rotating B type stars that, through the elusive Be phenomenon, eject mass into orbit, forming a viscous Keplerian disk. The model that best describes these objects is an alpha-disk modification, the Viscous Decretion Disk model (VDD), where viscosity is the main force acting on the disk once matter enters orbit. The VDD has been successfully tested by several multi-technique studies of Be stars, and is now cemented as the paradigm for these objects. With the robust framework of the VDD as bedrock, we are now able to tackle the issue of determining the fundamental parameters of these stars in novel ways using modern techniques, such as Bayesian-Monte Carlo Markov chain inference. In this work, we combine Bayesian-MCMC techniques with state-of-the-art radiative transfer model grid BeAtlas to infer the fundamental parameters of the Be stars $\alpha$ Col, for which we were able to determine stellar, geometric and disk parameters using photometry, polarimetry and UV spectroscopy data. We find that alpha Col is a ~4.66 Msol star, very evolved, with a rotation rate of 0.74. The system is seen at an inclination of approximately 40º. The disk is tenuous and has a density exponent of 2.5, steeper than what is expected by VDD theory for a stable Be star such as alpha Col, a result that agrees with a trend of n < 3.5 for Be stars in recent studies. The disk is also truncated at 20 Req, indicating the presence of a previous unseen, close binary companion.
Título em português
De olho em Phact: desvendando uma estrela Be e seu disco
Palavras-chave em português
análise Bayesiana
estrelas Be
fotometria
MCMC
polarimetria
Resumo em português
Discos são comuns em sistemas astrofísicos. Eles estão presentes em objetos estelares jovens, variáveis cataclísmicas, e até em núcleos ativos de galáxias. Vários desses discos podem ser bem descritos pela formulação de discos alpha, que assume que o disco é regulado pela viscosidade do material, descrita por um parâmetro chamado simplesmente de $\alpha$. Todos os discos nos sistemas citados são discos de acreção: a matéria do disco está espiralando em direção ao objeto central, seja ele uma estrela ou um objeto compacto como um buraco negro. Porém, existe um caso particular em que o disco é de decreção, formado de matéria expelida pelo objeto central: as estrelas Be. Estrelas Be são estrelas de tipo espectral B de alta rotação que, pelo elusivo fenômeno Be, ejetam matéria para órbita formando um disco Kepleriano viscoso. O modelo teórico que melhor descreve esses objetos é uma modificação do disco alpha, o modelo do disco de decréscimo viscoso (VDD), onde a viscosidade é a principal força agindo no disco uma vez que a matéria entra em órbita. O VDD foi testado com sucesso por diversos estudos multi-técnicas de estrelas Be, e é atualmente considerado o paradigma para esses objetos. Com a robusta estrutura do VDD como fundamento, podemos atacar o problema de como determinar os parâmetros fundamentais dessas estrelas com novos métodos e utilizando técnicas modernas como a inferência Bayesiana-Monte Carlo com cadeias de Markov (MCMC). Nesse trabalho, combinamos técnicas MCMC com a grade de modelos de transferência radiativa BeAtlas para inferir os parâmetros fundamentais da estrela Be alpha Columbae (Phact), para a qual determinamos parâmetros estelares, geométricos e de disco utilizando fotometria, polarimetria e espectroscopia no ultravioleta. Encontramos que alpha Col é uma estrela de ~4.66 Msol, bastante evoluída, com uma taxa de rotação de 0.74. O sistema é visto à uma inclinação de aproximadamente 40º. O disco é tênue e tem um expoente de densidade de 2.5, mais íngreme do que o esperado teoricamente para uma estrela Be estável como alpha Col, um resultado que concorda com a tendência de n < 3.5 para estrelas Be encontrada em estudos recentes. O disco também é truncado em 20 Req, indicando a presença de uma companheira binária próxima.
 
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MESTRADOFINAL.pdf (23.61 Mbytes)
Data de Publicação
2019-10-21
 
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