Analysis of flares in the chromosphere and corona of main- and pre-main-sequence m-type stars

• Autores: Inés Crespo Chacón
• Directores de la Tesis: David Montes Gutiérrez (dir. tes.), María José Fernández Figueroa (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis de fulguraciones en la cromosfera y corona de estrellas tipo M de la secuencia principal y jóvenes
• Tribunal Calificador de la Tesis: Elisa de Castro Rubio (presid.), Manuel de Cornide Castro-Piñeiro (secret.), Benjamín Montesinos Comino (voc.), Fabio Reale (voc.), David García Álvarez (voc.)
• Materias:
  • Astronomía y astrofísica
    • Cosmología y cosmogonía
      • Estrellas
      • Estrellas variables
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  Docta Complutense (pdf)  Docta Complutense (pdf) 
• Resumen

  • Esta Tesis Doctoral trata sobre fulguraciones en estrellas tipo M de la secuencia principal y jóvenes. Las fulguraciones son la más extrema evidencia de la presencia de actividad magnética en las atmósferas estelares. Se cree que la gran cantidad de energía liberada en este tipo de evento se produce a través de reconexiones de líneas de campo magnético en la parte baja de la corona. Como consecuencia de la liberación de dicha energía se desencadenan diversos procesos en la atmósfera de la estrella que inducen cambios en prácticamente todo el rango del espectro electromagnético.

    En este estudio se han empleado observaciones en diferentes rangos de longitud de onda con el objetivo de analizar el efecto ocasionado por las fulguraciones en diferentes capas de las atmósferas estelares. En particular, se han utilizado observaciones en el óptico y rayos X, permitiéndonos estudiar cómo afectan las fulguraciones a la cromosfera y corona de las estrellas, respectivamente.

    En el rango óptico hemos llevado a cabo un seguimiento espectroscópico de estrellas tipo UV Ceti con alta resolución temporal, con el fin de detectar fulguraciones sin emisión en luz blanca en estrellas distintas del Sol. Con los datos recogidos se ha confirmado que las fulguraciones sin emisión en luz blanca son un fenómeno frecuente en estrellas tipo UV Ceti, al igual que sucede en el Sol. Durante las fulguraciones detectadas en AD Leo, se ha estudiado e interpretado el comportamiento de diferentes líneas de emisión cromosféricas. Por otro lado, un modelo de capas nos ha permitido determinar la temperatura y densidad electrónicas del plasma cromosférico afectado por las fulguraciones, la fracción de la superficie estelar cubierta por dicho plasma y la temperatura de la capa subyacente.

    En rayos X se ha sacado partido de los detectores EPIC, situados a bordo del satélite XMM-Newton, con el propósito de realizar análisis espectral con resolución temporal de fulguraciones coronales. En particular, en la estrella tipo UV Ceti CC Eri se han estudiado en profundidad dos fulguraciones más débiles que las que típicamente se suelen examinar, permitiéndonos de este modo investigar la importancia que las fulguraciones puedan tener como agente de calentamiento en las atmósferas estelares; mientras que en la estrella pre-secuencia principal TWA 11B, de tipo M y sin signos de poseer disco de acrecimiento, hemos realizado un detallado análisis de una fase impulsiva de duración extrema y de una fulguración débil y corta, permitiéndonos comparar los resultados con lo observado en otras estrellas jóvenes que, por el contrario, sí poseen disco. Para describir el plasma coronal implicado en las fulguraciones se han supuesto modelos multi-temperatura. Hemos calculado la abundancia metálica, las temperaturas electrónicas representativas y las correspondientes medidas de emisión ajustando los espectros observados con el código APEC incluido en el software XSPEC. Por otra parte, se ha estimado la longitud de los bucles coronales mediante modelos teóricos. El tamaño de dichas estructuras nos indica la extensión de la corona de dichas estrellas. Asimismo se han aplicado leyes de escala y otras relaciones para determinar diferentes características del plasma coronal afectado por las fulguraciones: densidad electrónica, presión, volumen que ocupa dicho plasma, tasa de calentamiento por unidad de volumen y campo magnético necesario para que el plasma se mantenga confinado. Además, se ha estimado el número de bucles implicado en las fulguraciones detectadas y la clase de estructuras magnéticas que caracteriza la atmósfera de estos tipos de estrellas.

    Finalmente, se han discutido e interpretado los hallazgos en el contexto de los resultados obtenidos por otros autores tanto para fulguraciones estelares como solares.