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Riccardo U. Claudi INAF Astronomical Observatory of Padova Asterosismologia 4. Stelle e pulsazioni: Stelle di tipo solare.

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Presentazione sul tema: "Riccardo U. Claudi INAF Astronomical Observatory of Padova Asterosismologia 4. Stelle e pulsazioni: Stelle di tipo solare."— Transcript della presentazione:

1 Riccardo U. Claudi INAF Astronomical Observatory of Padova Asterosismologia 4. Stelle e pulsazioni: Stelle di tipo solare

2 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Pulsazioni di tipo solare Dipendono fortemente dalle proprietà della stella Oscillazioni smorzate linearmente Eccitate in modo stocastico Presenti anche in stelle non di tipo solare

3 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Le oscillazioni di tipo solare sono onde sonore stazionarie (modi - p)

4 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Dal Sole alle stelle di tipo solare. I Bassi valori del grado orizzontale: l 3 MA Alti valori del numero radiale: n Descrizione asintotica dei modi p

5 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Dal Sole alle stelle di tipo solare. II Piccola ampiezza dei modi p A ph =4 ppm A vr =0.23 ms -1 Sole Stelle di tipo solare Kjeldsen & Bedding, 1995

6 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Dal Sole alle stelle di tipo solare. III Dominio delle Frequenze 0 =134.9 Hz Sole Stelle di tipo solare Kjeldsen & Bedding, 1995 max =3.05 mHz n max ~21

7 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Dal Sole alle stelle di tipo solare. IV Kjeldsen & Bedding, 1995

8 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Frequenza MAX e parametri fondamentali Bedding & Kjeldsen, 2003, PASA, 20, 203

9 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Bedding & Kjeldsen (2003) Alcuni pulsatori di tipo solare

10 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Stelle con molte frequenze individuate: Il Sole (G2 V) – continuous Cen A (G2 V) – dual-site Cen B (K1 V) – dual-site Hyi (G2 IV) – dual-site Boo (G0 IV) – several single-site Ara (G3 V) – single-site (HARPS) Vir (F9 V) – single-site (CORALIE)

11 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare α Centauri A (a) Pourbaix et al. (2002) (b) Pijpers (2003) (c) Kervella et al. (2003)

12 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare α Centauri A Observations with UVES on VLT (Butler et al, 2004; ApJ 600, L75)

13 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare α Centauri A (Butler et al, 2004; ApJ 600, L75)

14 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare α Centauri A VLT(UVES) and AAT(UCLES) optimally combined Bedding et al., ApJ, in press (astro-ph/ )

15 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare α Centauri A Bedding et al., ApJ, in press ( astro-ph/ ) Observed echelle diagram

16 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare α Centauri A

17 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare α Centauri B CORALIE, La Silla (Carrier & Bourban 2003; A&A 406, L23)

18 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare α Centauri B UVES (VLT) and UCLES (AAT) Kjeldsen et al. (in preparation)

19 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare

20 Stelle con molte frequenze individuate: Il Sole (G2 V) – continuous Cen A (G2 V) – dual-site Cen B (K1 V) – dual-site Hyi (G2 IV) – dual-site Boo (G0 IV) – several single-site Ara (G3 V) – single-site (HARPS) Vir (F9 V) – single-site (CORALIE)

21 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Hyi: G2 subgiant

22 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Bedding et al. (2001) and Carrier et al. (2001) UCLES

23 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare

24

25 Stelle con molte frequenze individuate: Il Sole (G2 V) – continuous Cen A (G2 V) – dual-site Cen B (K1 V) – dual-site Hyi (G2 IV) – dual-site Boo (G0 IV) – several single-site Ara (G3 V) – single-site (HARPS) Vir (F9 V) – single-site (CORALIE)

26 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare η Bootis

27 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Evolutionary state 1.66 M ¯ 1.6 M ¯ Pre-Hipparcos Post- Hipparcos

28 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Observed power spectrum Kjeldsen et al. (1995) Balmer-line equivalent widths (NOT)

29 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Carrier et al. (2005) velocity (CORALIE) Boo: Power Spectra

30 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Kjeldsen et al (4 set di dati) Boo: échelle diagrams solid symbols: Carrier et al. (2005) open symbols: Kjeldsen et al. (2003) agree disagree

31 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Cosa possiamo dire di Boo? Le oscillazioni sono reali Buona evidenza di modi misti Disaccordo sulle frequenze perché: –single-site window functions –Metodi differenti per estrarre le frequenze –Variazione dellampiezza (stochastic excitation) –Variazione in frequenza (mode lifetime)

32 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Stelle con molte frequenze individuate: Il Sole (G2 V) – continuous Cen A (G2 V) – dual-site Cen B (K1 V) – dual-site Hyi (G2 IV) – dual-site Boo (G0 IV) – several single-site Ara (G3 V) – single-site (HARPS) Vir (F9 V) – single-site (CORALIE)

33 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Ara: G3V planet-hosting star

34 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare

35

36 Ara (Bouchy et al. 2005)

37 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare

38 Solo la grande separazione: Solo eccesso di potenza: 70 Oph A (K0 V) – single-site (CORALIE) e Oph, h Ser (G giants) – dual-site (CORALIE & ELODIE) d Pav, g Ser, b Aql – short segments (HARPS, UVES) Ind (G0 IV, metal-poor) – dual-site (UCLES & CORALIE) Procyon (F5 IV) – many, mostly single-site HD (F5 V, COROT target) – single-site (HARPS) Hya (G giant) – single-site (CORALIE) Her (G2 IV) (SARG)

39 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Procyon A α CMi; HR 2943; HD61421 F5 IV-V Mv=0.363 d= 3.53 pc M=( ) M SUN R=( ) R SUN Prediction (Kjeldsen &Bedding 1995): V osc = 1.11 m s -1 ( L/L) V = 18 ppm MAX =1.0 mHz Δ =54 Hz

40 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Brown et al. (1991; ApJ 368, 599) Velocità Radiali Marti ć et al. (2004; A&A 418, 295)

41 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Serie Temporale di Velocità Radiale int. err. =1.38 m/s r.m.s. =4.48 m/s

42 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare RV Time Series Analysis PS high-filtered r i : residual velocities Weight definition: w i =1/(f σ i 2 ) Log N (>r/ ) f (> r/ )

43 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Power Spectrum

44 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Grande Separazione CR( )=PS( max-1/2 )PS( max+1/2 )PS ( max- ) PS ( max+ )[PS ( max-3/2 ) PS( max+3/2 ) PS ( max-2 )PS( max+2 )]0.5 = 56 ± 1 Hz = 55.7 ± 1.4 Hz

45 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Frequenze Identificate Leccia et al., 2007

46 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Walker etal The MOST Affair Matthews et al. (2004; Nature 430, 51 – July 1)

47 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Kjeldsen simulations: 1.5 times solar granulation Stochastic excitation 1.9 days lifetime of modes Amplitude scaled from velocity observations No noise MOST signal level An interpretation of the MOST results

48 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Results 0 ( Hz) 02 ( Hz) Martic et al Eggenberger et al Claudi et al Leccia et al

49 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Brown et al. (1991) Martic et al. (2004) Martic et al. (1999) Eggenberger et al. (2005) Claudi et al. (2005) Bouchy et al. (2005) Cosa hanno in comune questi Power Spectrum di Procione?

50 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Leccesso di potenza è reale con un doppio hump È in accordo con n = 55mHz. Non cè un grosso accordo sulle frequenze (stesse ragioni di Boo) Ampiezza minore di quella aspettata (già trovato dieci hanni fà) Cosa possiamo dire su Procyon?

51 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Procyon campaign Feb 2007 HARPS or UVES + UCLES+ SARG+…

52 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Procyon campaign Feb 2007: Time series

53 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Solo la grande separazione: Solo eccesso di potenza: 70 Oph A (K0 V) – single-site (CORALIE) e Oph, h Ser (G giants) – dual-site (CORALIE & ELODIE) d Pav, g Ser, b Aql – short segments (HARPS, UVES) Ind (G0 IV, metal-poor) – dual-site (UCLES & CORALIE) Procyon (F5 IV) – many, mostly single-site HD (F5 V, COROT target) – single-site (HARPS) Hya (G giant) – single-site (CORALIE) Her (G2 IV) (SARG)

54 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare ξ Hydrae

55 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare ξ Hydrae Stello et al.

56 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Evolutionary state Teixeira et al. Ticks for every 5 Myr Core He burning

57 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Solo la grande separazione: Solo eccesso di potenza: 70 Oph A (K0 V) – single-site (CORALIE) e Oph, h Ser (G giants) – dual-site (CORALIE & ELODIE) d Pav, g Ser, b Aql – short segments (HARPS, UVES) Ind (G0 IV, metal-poor) – dual-site (UCLES & CORALIE) Procyon (F5 IV) – many, mostly single-site HD (F5 V, COROT target) – single-site (HARPS) Hya (G giant) – single-site (CORALIE) Her (G2 IV) (SARG)

58 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Herculis

59 Asterosismologia: 4. Stelle e pulsazioni: stelle di tipo solare Herculis = Hz Bonanno et al., 2007, ApJ in pub.


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