Asterosismologia per lo studio delle proprietà magnetoidrodinamiche stellari

Contesto:

Metodi: Lo studente acquisirà competenze sia di carattere teorico che applicativo sull’utilizzo di sistemi e software di analisi dati asterosismici fra i più avanzati attualmente disponibili nel settore (DIAMONDS: Corsaro & De Ridder 2014, A&A, 571, 71; FAMED: Corsaro et al. 2020, A&A, 640, 130), i quali si basano su statistica di Bayes, algoritmi di nested sampling Monte Carlo, e calcolo parallelo. Durante il dottorato lo studente svilupperà ed estenderà ulteriormente tali codici per applicazioni relative alla misurazione delle proprietà rotazionali e di granulazione stellari. Saranno previste anche collaborazioni sia in Italia che all’estero, con gruppi con i quali il personale INAF-OACT è in stretto contatto (Università di Bologna, CEA Saclay, Instituto de Astrofisica de Canarias).

Obiettivi: Lo studente si occuperà di analizzare i migliori dati asterosismici disponibili per stelle che ricoprono stadi evolutivi dalla sequenza principale all’inizio del ramo asintotico delle giganti, al fine di studiarne le proprietà magnetoidrodinamiche come la rotazione, la convezione, e l’attività magnetica. Particolare rilevanza verrà posta sul legame di tali proprietà con le proprietà asterosismiche dettagliate della stella. Le misure così ottenute saranno infine accoppiate ai più recenti dati di catalogo forniti, ad esempio, dalla missione ESA Gaia, e relativi sia a parametri fondamentali stellari che a proprietà cinematiche. L’obiettivo proposto per lo studente sarà quello di migliorare la nostra comprensione dei fenomeni magnetoidrodinamici al variare delle proprietà fondamentali, chemo-cinematiche, e delle fasi evolutive della stella.

Context: The space missions NASA Kepler, K2, TESS and soon ESA PLATO, are allowing and will allow to significantly deepen our understanding of stellar structure and evolution by means of asteroseismology, the science studying stellar oscillations visible at the stellar surface. The data enabling to carry out this science are already available for thousands of stars of the Milky Way, and this number is expected to grow considerably with time. These data are complemented with an unprecedented disposability of a large variety of observational parameters, as obtained from all-sky surveys such as ESA Gaia, APOGEE, and LAMOST. Nonetheless, to date only few stars have been investigated in detail because of the high complexity characterizing the stellar oscillation spectra.

Methods: The student will acquire skills both in a theoretical and practical side for the application of methodologies and softwares for the asteroseismic analysis that are among the most advanced available to date (DIAMONDS: Corsaro & De Ridder 2014, A&A, 571, 71; FAMED: Corsaro et al. 2020, A&A, 640, 130). These softwares are based on Bayesian statistics, nested sampling Monte Carlo algorithms, and parallel computing. During the PhD scholarship the student will develop and further extend the existing codes in order to measure the rotational and granulation properties of stars. Collaborations with international scientific groups (both in Italy and abroad) with whom the INAF-OACT personnel has active contact are also expected (Università di Bologna, CEA Saclay, Instituto de Astrofisica de Canarias).

Goals: The student will analyze the best asteroseismic datasets of stars from the main sequence up to the early asymptotic giant branch of stellar evolution, in order to study stellar magnetohydrodniamics such as rotation, convection, and magnetic activity. Particular relevance will be given to the link with the detailed asteroseismic properties of the stars. These measurements will finally be coupled to the most recent catalog data available, such as those provided by ESA Gaia, and related to both fundamental stellar properties and kinematics. The goal proposed for the student will be to improve our understanding of the stellar magnetohydrodynamics with varying star fundamental properties, chemo-kinematics, and evolutionary phases.