Doutorado: O levantamento Inti de novas gêmeas solares e efeitos da atividade magnética, supernovas e engolfamento planetário

 

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Nesta era de grandes levantamentos, aproveitamos os dados fotométricos do grande levantamento 2MASS de fotometria no infravermelho e de missões espaciais, como Gaia (catálogo EDR3) e Hipparcos (catálogo Tycho), para procurar novas gêmeas solares. Estabelecemos limites em cores e magnitude absoluta baseado em dados fotométricos de gêmeas solares conhecidas que logo foram aplicados no catálogo Gaia EDR3, e criamos uma lista de estrelas candidatas para as quais obtivemos espectros no SOAR, Apache Point e McDonald. Como resultado, identificamos 129 novos objetos (70 proxies solares, 46 análogas solares e 13 estrelas de tipo solar). Propomos uma nova classe de estrela como o Sol (proxy solar), cuja definição é baseada em limites de parâmetros atmosféricos espectroscópicos (massa e metalicidade) que garantem que a estrela em questão siga uma trajetória evolutiva similar à do Sol na sequência principal, sendo útil para estudos de evolução rotacional e magnética. As novas estrelas fazem parte do nosso levantamento Inti, que fornece à comunidade astronômica precisos parâmetros atmosféricos, idades, massas, índices cromosféricos e períodos de rotação. Determinamos precisos parâmetros atmosféricos da gêmea solar HIP 11915 usando espectros ESPRESSO/VLT (R = 140.000 e SNR = 420). Estimamos também suas abundâncias químicas diferenciais em relação ao Sol que, quando plotadas versus seu número atômico, mostram um claro padrão par-ímpar distinto ao Sol. O efeito persiste inclusive depois de corrigir as abundâncias por efeitos da evolução química da Galáxia. O mecanismo que explica o efeito par-ímpar é um modelo de colapso de Supernova de 13 massas solares e Z = 0,001 diluído dentro de uma proto-nuvem de metalicidade subsolar 1 massa solar. Este resultado sugere que HIP 11915 experimentou um enriquecimento químico distinto ao do Sol. Ademais, confirmamos que HIP 11915 possui um padrão de abundâncias parecidas ao do Sol (deficiente em elementos refratários), tornando-a um alvo interessante para pesquisas de planetas análogos à Terra. Detectamos pela primeira vez modulações das larguras equivalentes das linhas de ferro (das quais 43 são linhas de Fe I e 3 de Fe II) ao longo do ciclo de atividade (~6 anos) da gêmea solar jovem (~0,4 Gyr) HIP 35615 usando espectros HARPS/ESO (R = 115.000). Tais modulações são devidas ao fato de estas linhas serem formadas próximas da base da cromosfera, isto é, elas são influenciadas pelo efeito Zeeman. Como consequência, os parâmetros atmosféricos que são determinados pela técnica de equilíbrio espectroscópico também são afetados. Com a diminuição da [Fe/H] durante o máximo do ciclo de atividade, a temperatura efetiva também diminui; no entanto, a velocidade de microturbulência aumenta. Não encontramos variações significativas na gravidade superficial e na idade. A largura equivalente de Li também é afetada pela atividade cromosférica; não obstante, sua abundância não mostra modulações já que estas são compensadas pelas variações da temperatura efetiva. Criamos uma nova lista de linhas que são menos sensíveis à atividade cromosférica e recuperamos os parâmetros atmosféricos medidos no mínimo do ciclo de atividade. Acreditamos que estes seriam os "verdadeiros" parâmetros atmosféricos. Identificamos evidência observacional de engolfamento planetário no sistema binário HIP 71726/HIP 71737. Seus parâmetros atmosféricos foram estimados através do equilíbrio espectroscópico e os resultados mostram que as componentes deste sistema são "gêmeos" entre eles e, também, parecidos ao Sol. A diferença de metalicidade entre as componentes é ~0,1 dex, demonstrando que o sistema binário é conatal. Este sistema também é coeval, com uma idade de ~5 Gyr. A componente secundária HIP 71737 é mais deficiente em elementos refratários (com alta temperatura de condensação) em relação à componente primária HIP 71726. A diferença de abundância de Li (670,775 nm) entre ambas componentes é 1,03 dex, a maior diferença detectada em sistemas binários de estrelas gêmeas até agora. Um cenário de engolfamento planetário de uma massa de 11,5 massas terrestres na HIP 71726 reproduz esta diferença em lítio e também explica o seu padrão de abundâncias observado, rico em elementos refratários.