Constraining stellar physics from red-giant stars in binaries – stellar rotation, mixing processes and stellar activity

Les données photométriques inégalées obtenues par le télescope spatial Kepler de la NASA ont permis de mieux comprendre la structure et l'évolution stellaires, en particulier pour les oscillateurs de type solaire dans ce contexte. Les étoiles binaires sont des objets fascinants. Parce qu'ils ont été formés ensemble, les systèmes binaires fournissent un ensemble de deux étoiles avec des paramètres très bien contraints. Ceux-ci peuvent être utilisés pour étudier les propriétés et les processus physiques, tels que la rotation stellaire, la dynamique et le mélange rotationnel des éléments et nous permettent d'apprendre des différences que nous trouvons entre les deux composants. Dans ce travail, nous avons discuté d'une étude détaillée du système binaire KIC 9163796, découvert par photométrie Kepler. La spectroscopie de suivi au sol a montré que ce système est un binaire spectroscopique à double ligne, avec un rapport de masse proche de l'unité. Cependant, les paramètres fondamentaux des composants de ce système ainsi que leurs abondances en lithium diffèrent considérablement. La photométrie de Kepler de ce système permet d'effectuer une analyse sismique détaillée ainsi que de dériver la période orbitale et la vitesse de rotation de surface du composant principal du système. Des indications de la signature sismique du secondaire sont trouvées. Les paramètres différents sont mieux expliqués avec les deux composants situés au début et à la fin de la première drague au fond de la branche de géante rouge. Les abondances de lithium observées dans les deux composants sont en bon accord avec la prédiction des modèles stellaires, y compris le mélange rotationnel. En combinant les observations et la théorie, une image complète du système peut être dessinée.
Los datos fotométricos sin precedentes obtenidos por el Telescopio Espacial Kepler de la NASA han llevado a una mejor comprensión de la estructura y evolución estelar, en particular para los osciladores similares al solar en este contexto. Las estrellas binarias son objetos fascinantes. Debido a que se formaron juntos, los sistemas binarios proporcionan un conjunto de dos estrellas con parámetros muy bien restringidos. Se pueden utilizar para estudiar propiedades y procesos físicos, como la rotación estelar, la dinámica y la mezcla rotacional de elementos y nos permite aprender de las diferencias que encontramos entre los dos componentes. En este trabajo, discutimos un estudio detallado del sistema binario KIC 9163796, descubierto a través de la fotometría Kepler. La espectroscopia de seguimiento basada en tierra mostró que este sistema es un binario espectroscópico de doble línea, con una relación de masa cercana a la unidad. Sin embargo, los parámetros fundamentales de los componentes de este sistema, así como sus abundancias de litio, difieren sustancialmente. La fotometría Kepler de este sistema permite realizar un análisis sísmico detallado así como derivar el periodo orbital y la velocidad de rotación superficial del componente primario del sistema. Se encuentran indicios de la firma sísmica del secundario. Los diferentes parámetros se explican mejor con ambos componentes ubicados en la fase temprana y tardía del primer dragado en la parte inferior de la rama de la gigante roja. Las abundancias de litio observadas en ambos componentes concuerdan con la predicción de modelos estelares, incluida la mezcla rotacional. Al combinar las observaciones y la teoría, se puede obtener una imagen completa del sistema.
The unparalleled photometric data obtained by NASA's Kepler Space Telescope has led to an improved understanding of stellar structure and evolution - in particular for solar-like oscillators in this context. Binary stars are fascinating objects. Because they were formed together, binary systems provide a set of two stars with very well constrained parameters. Those can be used to study properties and physical processes, such as the stellar rotation, dynamics and rotational mixing of elements and allows us to learn from the differences we find between the two components. In this work, we discussed a detailed study of the binary system KIC 9163796, discovered through Kepler photometry. The ground-based follow-up spectroscopy showed that this system is a double-lined spectroscopic binary, with a mass ratio close to unity. However, the fundamental parameters of the components of this system as well as their lithium abundances differ substantially. Kepler photometry of this system allows to perform a detailed seismic analysis as well as to derive the orbital period and the surface rotation rate of the primary component of the system. Indications of the seismic signature of the secondary are found. The differing parameters are best explained with both components located in the early and the late phase of the first dredge up at the bottom of the red-giant branch. Observed lithium abundances in both components are in good agreement with prediction of stellar models including rotational mixing. By combining observations and theory, a comprehensive picture of the system can be drawn.
أدت البيانات الضوئية التي لا مثيل لها التي حصل عليها تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لوكالة ناسا إلى فهم أفضل للهيكل النجمي والتطور - لا سيما بالنسبة للمذبذبات الشبيهة بالطاقة الشمسية في هذا السياق. النجوم الثنائية هي كائنات رائعة. نظرًا لأنها تشكلت معًا، توفر الأنظمة الثنائية مجموعة من نجمين مع معلمات مقيدة بشكل جيد للغاية. يمكن استخدامها لدراسة الخصائص والعمليات الفيزيائية، مثل الدوران النجمي والديناميكيات والخلط الدوراني للعناصر ويسمح لنا بالتعلم من الاختلافات التي نجدها بين المكونين. في هذا العمل، ناقشنا دراسة مفصلة للنظام الثنائي KIC 9163796، المكتشف من خلال قياس كبلر الضوئي. أظهر التحليل الطيفي للمتابعة الأرضية أن هذا النظام ثنائي مطيافي مزدوج الخطوط، مع نسبة كتلة قريبة من الوحدة. ومع ذلك، فإن المعلمات الأساسية لمكونات هذا النظام وكذلك وفرة الليثيوم تختلف اختلافًا كبيرًا. يسمح قياس كيبلر الضوئي لهذا النظام بإجراء تحليل زلزالي مفصل بالإضافة إلى اشتقاق الفترة المدارية ومعدل دوران السطح للمكون الأساسي للنظام. تم العثور على مؤشرات التوقيع الزلزالي للثانوي. من الأفضل شرح المعلمات المختلفة مع وجود كلا المكونين في المرحلة المبكرة والمتأخرة من التجريف الأول في الجزء السفلي من فرع العملاق الأحمر. تتوافق وفرة الليثيوم الملحوظة في كلا المكونين بشكل جيد مع التنبؤ بالنماذج النجمية بما في ذلك الخلط الدوراني. من خلال الجمع بين الملاحظات والنظرية، يمكن رسم صورة شاملة للنظام.