Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Disciplina: | fisica |
| Título: | Radiación UV en estrellas frías |
| Autor: | Buccino, Andrea Paola |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE)
|
| Publicación en la Web: | 2023-05-09 |
| Fecha de defensa: | 2007 |
| Fecha en portada: | 2007 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Físicas |
| Director: | Mauas, Pablo J. D. |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | ESTRELLAS ENANAS TARDIAS; ACTIVIDAD MAGNETICA; RADIACION UV; PLANETAS EXTRASOLARES; ZONAS HABITABLESLATE DWARF STARS; MAGNETIC ACTIVITY; UV RADIATION; EXTRASOLAR PLANETS; HABITABLE ZONES |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4215_Buccino |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n4215_Buccino.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n4215_Buccino |
| Ubicación: | Dep.FIS 004215 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Buccino, Andrea Paola. (2007). Radiación UV en estrellas frías. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4215_Buccino |
Resumen:
Desde 1966, se realizan sistemáticamente mediciones de los flujos en los centros de las líneas de Ca II H y K (a 3968 y 3934 Å) en 2200 estrellas de tipo dF a dK, lo que constituye la base de datos más extensa para el estudio de actividad estelar disponible hasta el momento. Dado que las líneas ultravioletas de Mg II h y k (a 2803 y 2796 Å) se forman de manera similar a las líneas de Ca II, son también buenos indicadores de la actividad magnética, y son especialmente útiles para estudiar los procesos que ocurren en la alta fotosfera y en la cromosfera, ya que tienen la ventaja de ser más sensibles a la actividad cromosférica que las líneas de Ca II. El satélite International Ultraviolet Explorer (IUE) provee una extensa base de espectros en alta y baja dispersión tomados en el rango de longitud de onda de 1150 a 3350 A entre 1978 y 1995. Uno de los objetivos principales de esta tesis es incorporar las observaciones IUE al análisis de actividad magnética de estrellas dF a dM y combinar los registros de actividad derivados de estos espectros con los tomados en el rango visible. Con este fin, medimos los flujos en los centros de las líneas de Mg II y el continuo UV cercano a estas líneas sobre todos los espectros IUE de alta resolución correspondientes a estrellas dF a dK, lo que equivale a un total de 1623 espectros de 259 estrellas. A partir de estos datos, obtuvimos una relación logarítmica entre el continuo UV promedio y el color B - V de la estrella. Por otra parte, obtuvimos una calibración entre el índice de Mount Wilson S y el flujo en los centros de las líneas de Mg II medidos sobre espectros IUE de alta y baja resolución que depende del color B - V de la estrella. Como aplicación de las calibraciones obtenidas, combinamos los índices de Mount Wilson derivados de espectros IUE con los obtenidos de espectros tomados en CASLEO y en CTIO. Con estos datos analizamos el nivel de actividad a lo largo de décadas y las variaciones de corto plazo de 8 estrellas de tipo solar (HD 1835, β Hydri, τ Ceti, є Eri, HD 115383, α Cen A y B, ξ Boo A), de 3 estrellas dM (AD Leo, EV Lac y HD 119850) y de 2 estrellas binarias interactuantes de tipo RS CVn (HD 22468 y HD 210334). Confirmamos los ciclos de actividad de β Hydri (HD 2151), є Eri (HD 22049) y HD 210334 y encontramos un ciclo magnético en α CenB (HD 128621). Además, obtuvimos una estructura de dos ciclos cromosféricos en HD 22468, cuyos periodos coinciden con los derivados de observaciones fotométricas. Por otra parte, la radiación UV cumplió un rol primordial en el origen de la vida en la Tierra. Se presume que fue una de las principales fuentes de energía en los procesos de biogénesis y que, por otro lado, su carácter dañino pudo haber sido un factor de selección importante en la evolución de los sistemas biológicos. Dado que la radiación UV puede inhibir la fotosíntesis y dañar el material genético, puede también restringir el origen de la vida en otros planetas. En la segunda parte de la tesis se utilizaron los espectros IUE para analizar el impacto biológico de la radiación UV en planetas extrasolares. Basándonos en el principio de mediocridad, definimos una zona de habitabilidad UV que restringe la zona de habitabilidad tradicional, donde se requiere que el agua se encuentre en estado líquido. Aplicamos el criterio de habitabilidad UV a las estrellas de tipo solar que albergan planetas y que fueron observadas por el satélite IUE. En el caso de las estrellas tardías la radiación UV es insuficiente para generar el proceso de biogénesis, mientras que en las estrellas dF pueden existir regiones dentro de la zona de habitabilidad de agua líquida donde la radiación UV sea tan alta que dañe el ADN. Finalmente, analizamos la zona de de habitabilidad UV alrededor de estrellas dM y el rol biológico de sus fulguraciones. Obtuvimos que, en general, planetas alrededor de estrellas dM en estado quiescente recibirán una cantidad de radiación UV insuficiente para iniciar la síntesis de moléculas complejas. Por otra parte, si bien las fulguraciones son eventos esporádicos y de corta duración, obtuvimos que una fulguración moderada emitida por una estrella dMe podrá entregar la energía necesaria para generar la vida en planetas de tipo terrestre ubicados en la zona de habitabilidad de agua líquida.
Abstract:
Since 1966, the Ca II H and K (at 3968 and 3934 Å) line-core fluxes are systematically measured for 2200 dF to dK stars, forming the largest database to study stellar activity available at this moment. Since the ultraviolet Mg II h and k lines (at 2803 and 2796 Å) are formed in a similar way to the Ca II lines, they are also good indicators of magnetic activity, and they are specially good to study the high photosphere and the chromosphere of a star. The Mg II lines have the advantage of being more sensitive to chromospheric activity than the Ca II lines. The International Ultraviolet Explorer (IUE) satellite provides a large database of high and low dispersion UV spectra obtained in the band 1150-3350 A from 1978 to 1995. One of the main purposes of this thesis is to incorporate the IUE spectra to the analysis of magnetic activity in dF to dM stars and to combine the registry of activity derived from these data with the ones obtained from visible spectra. We consequently measured the Mg II line-core fluxes and the continuum near these lines on all the IUE high resolution spectra of dF to dK stars, totalling 1623 spectra of 259 stars. From these data, we obtained a logarithm relation between the mean UV continuum flux and the colour B-V of the stars. On the other hand, we obtained a colour dependent calibration between the Mount Wilson index and the Mg II line-core fluxes measured on IUE high and low resolution spectra. As an application of these calibrations, we combine the Mount Wilson indexes derived from the IUE spectra with ones obtained from CTIO and CASLEO spectra. From these data, we analyzed the level of activity along decades and the short-term variations of 8 solar-type stars (HD 1835, β Hydri, τ Ceti, є Eri, HD 115383, α Cen A y B, ξ Boo A), 3 dM stars (AD Leo, EV Lac, HD 119850) and 2 interacting binary stars of RSCVn type (HD 22468 and HD 210334). We confirmed the activity cycle of β Hydri (HD 2151), є Eri (HD 22049) and HD 210334, and we found a magnetic cycle in α CenB (HD 128621). We also obtained a pattern of two chromospheric cycles in HD 22468, whose periods are equal to the ones derived from photometric observations. On the other hand, the UV radiation is thought to have played an important role in the origin of life on Earth. It could have been one of the main energy sources in the biogenesis processes and, because of its damaging characteristics, it could have been an important selective pressure on the evolution of living systems. Since the UV radiation could inhibit photosynthesis and damage the DNA, it could also constrain the emergence of life in other planets. In the second part of this thesis, IUE spectra were used to analyze the biological impact of UV radiation on extrasolar planets. Based on the Principle of Mediocrity, we defined a UV habitable zone which constrains the traditional one which requires the presence of liquid water on the planetary surface. We obtained the UV habitable zone for all solar-type stars which host planets and were observed by the IUE satellite. Around later-type stars, the UV radiation is insufficient to trigger the biogenesis processes. In contrast, around dF stars, it could exist a region in the liquid-water habitable zone where the UV radiation is large enough to destroy the DNA. Finally, we studied the UV habitable zones around dM stars and the biological impact of their ares. We obtained that planets around quiet M stars receive insufficient radiation for the synthesis of complex molecules. On the other hand, although ares are sporadic events of short duration, we obtained that a are of moderate energy could released the necessary energy for the origin of life in a terrestrial planet in the liquid water habitable zone around a dMe star.
Citación:
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Buccino, Andrea Paola. (2007). Radiación UV en estrellas frías. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4215_Buccino
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Buccino, Andrea Paola. "Radiación UV en estrellas frías". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2007.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4215_Buccino
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