Estrelas variáveis aparentemente individuais

Apresentamos nesta seção um exemplo de uma estrela ativa aparentemente individual, KIC5_{1995351 (2MASS J19042327+3727180), na busca de uma assinatura de atividade magnética}

comparável a assinatura observada no caso da estrela CoRoT-2. De fato, a curva de luz de KIC 1995351 mostra características de variabilidade significativa (modulações de ∼ 3, 6% do seu fluxo total) que, a princípio, podem estar associadas a possíveis pulsações ou à modulação rotacional causada pela presença de manchas. O seu mapa wavelet e respectivo espectro global são apresenta- dos na Figura4.8. O padrão semi-regular observado no espectro local, bem como na curva de luz, confirma a hipótese de que a estrela contém regiões ativas e gira rápido. Dois períodos principais persistem no mapa wavelet ao longo de todo o intervalo de tempo de observação de 1350 dias e são evidenciados também no espectro global. A periodicidade atuante em torno de 3,30 dias está relacionada com a rotação da estrela, e a segunda, próxima da metade do período principal, ou seja, 1,54 dias, está associada a regiões ativas que podem estar em lados opostos na superfície estelar, progredindo e desvanecendo, ou migrando, formando assim um duplo declive na curva de luz. Isto pode ser facilmente identificado por inspeção visual em alguns quarters como uma característica local. Um aspecto importante a ressaltar aqui é que o período de 1,54 dias pode ser um indicador potencial para duas ou mais regiões ativas que contribuem no sinal. Este período é próximo do valor principal de 3,30 dias mas ambos sofrem mudanças relativas de um quarter para outro. Atra- vés de Lomb-Scargle em uma abordagem de prewhitening, Reinhold et al.(2013) encontrou duas principais periodicidades para este caso: P 1 = 3,24 dias e P 2 = 3,57 dias, acentuando a hipótese da existência de mais de duas regiões ativas. Note que, no caso de estrelas observadas durante um intervalo de tempo longo, e com uma variabilidade significativa na curva de luz, como neste caso (quase 4 anos de observação), a inspeção visual das manchas torna-se difícil mesmo sendo possí- vel deduzir que a modulação seja causada pela presença de manchas, no entanto, o mapa wavelet facilita a detecção de tais manchas (região secundária de “dunas”) e o tempo de evolução delas.

A estrela CoRoT 101455904 (2MASS J19285064+0001430), observada pela missão Co- RoT na direção do centro galáctico (campo LRc01), é outro exemplo de estrela apresentando um comportamento típico de uma estrela individual, contendo unicamente assinaturas de rotação e

0.0 1.0 Indice de potencia 200 400 600 800 1000 1200 1400 0.1 1.0 10.0 100.0 200 400 600 800 1000 1200 1400 BJD - 2454833.0 0.1 1.0 10.0 100.0 Periodo (dias) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Espectro Global 3.30 1.54 0.97 0.98 0.99 1.00 Fluxo normalizado

Figura 4.8: Curva de luz (topo) de uma estrela Kepler, KIC 1995351, seu mapa local (centro), e seu espectro wavelet global (à direita). Níveis de contorno são 90%, 80%, 70%,..., 20% e 10% do valor máximo do mapa. A wavelet Morlet de 6a_{ordem foi usada.}

0.0 1.0 Indice de potencia 2700 2720 2740 2760 2780 2800 2820 2840 1 10 100 2700 2720 2740 2760 2780 2800 2820 2840 Dias CoRoT 1 10 100 Periodo (dias) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Espectro Global 5.19 51.10 2.59 0.97 0.98 0.99 1.00 Fluxo normalizado

Figura 4.9: Curva de luz (topo) da estrela CoRoT 101455904, seu mapa local (centro), e seu espectro wavelet global (à direita). Níveis de contorno são 90%, 80%, 70%,..., 20% e 10% do valor máximo do mapa. A wavelet Morlet de 6a_{ordem foi usada.}

atividade. Esta curva mostra mudanças semi-regulares da amplitude com uma variação máxima de ∼ 4%, como pode ser visto no topo da Figura4.9. Como no caso da estrela KIC 1995351, é pos- sível observar um duplo declive em várias regiões da curva de luz. De fato, esse fenômeno é mais evidente em CoRoT 101455904 devido à curta janela de observação de ∼ 152 dias. Esse compor- tamento característico da curva é causado pelo surgimento de duas regiões ativas ou manchas na superfície da estrela. Porém, não se pode inferir a latitude ou em que hemisfério da superfície da es- trela tais regiões se encontram. Para isso, análises através do método de Máxima Entropia, descrito porLanza et al.(1998), fornecem uma ideia sobre as latitudes e longitudes das diferentes regiões com manchas. Por outro lado, o modelo de manchas descrito em Silva(2003), pode ser usado na detecção de manchas em trânsitos planetários. Sendo estas longitudes diferentes, as velocidades angulares de rotação para cada região geram uma mudança de fase de uma região em relação à outra no decorrer do tempo. Esta mudança de posição entre o decaimento de fluxo primário e o secundário ao longo do tempo pode ser causada pela rotação diferencial da estrela, como proposto porLanza et al.(2009) no caso da estrela CoRoT-2, apresentada na seção anterior. A intensidade do decaimento de fluxo secundário varia continuamente, indicando que o seu tempo de vida é menor do que o declive primário, representando uma região ativa ou mancha maior; este pode ser também um efeito de interferência, onde em algum momento os dois vales se sobrepõem de modo que as duas regiões permaneçam na mesma posição, conforme pode-se observar a partir de 2780 Dias CoRoT6_{. Esses fenômenos são identificados no mapa wavelet na Figura4.9. O período principal}

no espectro global é de 5,19 dias, relacionado à rotação da estrela. Observa-se também uma região com intensidade menor, correspondendo ao período de 2,59 dias associado ao decaimento de fluxo secundário ou à região ativa secundária. Observando o mapa é possível acompanhar o tempo de evolução da segunda região ativa, a ausência da mesma, ou ambas regiões podem estar sobrepos- tas, reforçando assim a potência de energia do primeiro período nos últimos 60 dias de observação (cor vermelha no mapa da Figura4.9). Um período de 51,10 dias também é identificado no mapa wavelet, provavelmente representando a variação na intensidade da segunda área de manchas.

Por fim, o ruído no sinal é representado em pequenas escalas, no entanto, o mapa wa- velet desta estrela, bem como o da maioria das estrelas apresentadas nesta Tese, mostra uma boa

6_{O dia Juliano zero do CoRoT corresponde ao 1º de janeiro de 2000 as 12:00:00 GMT. Um dia Juliano do CoRoT}

qualidade do sinal, sendo o ruído muito pequeno (S/R grande).