The evolution of ultra-massive white dwarfs

Autores
Camisassa, María Eugenia; Althaus, Leandro Gabriel; Corsico, Alejandro Hugo; de Gerónimo, Francisco César; Miller Bertolami, Marcelo Miguel; Novarino, Maria Leonela; Rohrmann, Rene Daniel; Wachlin, Felipe Carlos; García Berro, Enrique
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Ultra-massive white dwarfs are powerful tools used to study various physical processes in the asymptotic giant branch (AGB), type Ia supernova explosions, and the theory of crystallization through white dwarf asteroseismology. Despite the interest in these white dwarfs, there are few evolutionary studies in the literature devoted to them. Here we present new ultra-massive white dwarf evolutionary sequences that constitute an improvement over previous ones. In these new sequences we take into account for the first time the process of phase separation expected during the crystallization stage of these white dwarfs by relying on the most up-to-date phase diagram of dense oxygen/neon mixtures. Realistic chemical profiles resulting from the full computation of progenitor evolution during the semidegenerate carbon burning along the super-AGB phase are also considered in our sequences. Outer boundary conditions for our evolving models are provided by detailed non-gray white dwarf model atmospheres for hydrogen and helium composition. We assessed the impact of all these improvements on the evolutionary properties of ultra-massive white dwarfs, providing updated evolutionary sequences for these stars. We conclude that crystallization is expected to affect the majority of the massive white dwarfs observed with effective temperatures below 40 000 K. Moreover, the calculation of the phase separation process induced by crystallization is necessary to accurately determine the cooling age and the mass-radius relation of massive white dwarfs. We also provide colors in the Gaia photometric bands for our H-rich white dwarf evolutionary sequences on the basis of new model atmospheres. Finally, these new white dwarf sequences provide a new theoretical frame to perform asteroseismological studies on the recently detected ultra-massive pulsating white dwarfs.
Fil: Camisassa, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina
Fil: Althaus, Leandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina
Fil: Corsico, Alejandro Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina
Fil: de Gerónimo, Francisco César. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina
Fil: Miller Bertolami, Marcelo Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina
Fil: Novarino, Maria Leonela. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina
Fil: Rohrmann, Rene Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio. Universidad Nacional de San Juan. Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio; Argentina
Fil: Wachlin, Felipe Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina
Fil: García Berro, Enrique. Institut d'Estudis Espacials de Catalunya; España. Universidad Politécnica de Catalunya; España
Materia
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stars: interiors
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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In these new sequences we take into account for the first time the process of phase separation expected during the crystallization stage of these white dwarfs by relying on the most up-to-date phase diagram of dense oxygen/neon mixtures. Realistic chemical profiles resulting from the full computation of progenitor evolution during the semidegenerate carbon burning along the super-AGB phase are also considered in our sequences. Outer boundary conditions for our evolving models are provided by detailed non-gray white dwarf model atmospheres for hydrogen and helium composition. We assessed the impact of all these improvements on the evolutionary properties of ultra-massive white dwarfs, providing updated evolutionary sequences for these stars. We conclude that crystallization is expected to affect the majority of the massive white dwarfs observed with effective temperatures below 40 000 K. Moreover, the calculation of the phase separation process induced by crystallization is necessary to accurately determine the cooling age and the mass-radius relation of massive white dwarfs. We also provide colors in the Gaia photometric bands for our H-rich white dwarf evolutionary sequences on the basis of new model atmospheres. Finally, these new white dwarf sequences provide a new theoretical frame to perform asteroseismological studies on the recently detected ultra-massive pulsating white dwarfs.Fil: Camisassa, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Althaus, Leandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. 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