Magnetic white dwarfs rich in hydrogen

Abstract

The way to understand nature and its laws is through the study of matter under the most diverse conditions. In this context, white dwarfs prove to be an excellent research laboratory, as they reach have temperatures, pressures, and magnetic fields that are unattainable on Earth. To better understand how these three physical parameters interact with each other and with other stellar features, we determined the magnetic field strength for 803 hydrogen-rich white dwarfs. We fitted the spectra observed with the Sloan Digital Sky Survey using atmospheric models that consider the Zeeman effect due to the magnetic field at each point in the stellar disk. In addition, we determined the period of photometric variability for 380 of these white dwarfs observed with the Transiting Exoplanet Survey Satellite and looked for correlations with the other quantities. We found that the white dwarfs with higher magnetic fields tend to have higher masses, lower temperatures, and a crystallization process that has already begun. This reinforces the hypothesis that the field is being generated and/or amplified already in the cooling process of the white dwarf. Our work constitutes the most extended determination of magnetic fields and variation period of white dwarfs to the present day.

Na busca para compreender a natureza e suas leis buscamos estudar a matéria sob as mais diversas condições. Nesse contexto, anãs brancas se mostram um excelente laboratório de pesquisa, podendo apresentar temperaturas, pressões e campos magnéticos inatingíveis na Terra. Para entender melhor como esses três parâmetros físicos interagem entre si e com outras características estelares, nós determinamos o campo magnético para 803 anãs brancas ricas em hidrogênio. Fizemos o ajuste aos espectros observados com o Sloan Digital Sky Survey usando modelos atmosféricos que consideram o efeito Zeeman decorrente do campo magnético em cada ponto do disco estelar. Além disso, determinamos o período de variabilidade fotométrica para 380 dessas anãs brancas observadas com o Transiting Exoplanet Survey Satellite e buscamos por correlações com as outras grandezas. Encontramos que as anãs brancas com campos magnéticos mais altos tendem a apresentar massas mais elevadas, temperaturas mais baixas e processo de cristalização já iniciado, reforçando a hipótese de o campo estar sendo gerado e/ou amplificado já no processo de resfriamento da anã branca. Nosso trabalho constitui a mais extensa determinação de campos magnéticos e períodos de rotação de anãs brancas obtidos até o presente.