The impact of axion emission on the cooling of white dwarf stars

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Fritzen, Jamile Katiele
• Orientador(a): Romero, Alejandra Daniela
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Anãs brancas; Axions; Matéria escura
• Palavras-chave em Inglês: White dwarfs; Axions; Dark matter
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/231364

Os áxions são partículas teóricas que têm sido testados em sistemas estelares como anãs brancas, que já se mostraram excelentes laboratórios para o estudo de áxions que interagem com elétrons. No entanto, há pouca discussão sobre o impacto que essas partículas podem ter no tempo de resfriamento de estrelas anãs brancas. Neste trabalho, investigamos o impacto de emissão de áxions em estrelas anãs brancas de diferentes metalicidades, com foco em seus tempos de resfriamento. Usando o código de La Plata (LPCODE) para obter modelos consistentes, calculei o resfriamento de sequências de anãs brancas considerando metalicidades Z = 0, 01, 0, 004 e 0, 0001, massas de anã branca 0, 524M < MW D < 0, 917M e massas de áxions de 1 a 30 meV (2, 8 × 10−14 ≤ gae ≤ 8, 4 × 10−13). Descobri que a taxa de resfriamento das anãs brancas é bastante afetada pela presença de áxions, e os tempos de resfriamento podem ser reduzidos em até 5 Gyrs para Teff . 5 000K - independente da metalicidade. Adicionalmente, proponho o uso da sequência de resfriamento de anãs brancas de aglomerados globulares como um novo método para restringir a massa do áxion. Determinei idades para 47 Tucanae usando isócronas obtidas com modelos sem áxions e incluindo axions de 17 e 30 meV, o que resultou em uma diferença de idade de 2,1 e 4,2 Gyrs, respectivamente. Comparando com determinações independentes de idade pude restringir a massa do áxion a ma ≤ 17 meV (gae < 4, 8 × 10−13)