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Constraints on the Origins of Magnetic White Dwarfs

Külebi, Baybars

German Title: Bedingungen für die Herkunft Magnetischer Weißer Zwerge

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Abstract

The central theme of this work is the most frequent final stage of the evolution of magnetic stars, the Magnetic White Dwarfs (MWDs). Improved statistical investigations coming from new surveys and very precise observations of unique MWDs  offer the possibility to test various hypotheses on the evolution of these objects.  In the first part of our work we identify hydrogen-rich MWDs  (DAHs) in the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) and investigate the population statistics of all known DAHs in the SDSS. Additionally, we investigate the evolutionary histories of a few of these objects using constraints from the observations of their binary counterparts or through their membership in open clusters. In the second part of our work, we investigate the unique MWD REJ 0317-853, by a parallax measurement with the Hubble Space Telescope and by time resolved spectro-polarimetric modeling. We show that the assumption of centered magnetic dipoles for the field geometry is not correct for more than half of the objects in our sample; this is in particular true for REJ 0317-853 which shows a very uniform field during one rotation phase. This is validated by the first observation of cyclotron absorption in the  polarization spectrum of a white dwarf, which is explained with a new model for the self-consistent physical treatment of this absorption process. Furthermore, we study the possible influence of magnetism   on the mass loss during the stellar evolution and on the structure of the star which is of importance to understand the nature of the massive white dwarf REJ 0317-853.

Translation of abstract (German)

Das zentrale Thema dieser Arbeit ist das häufigste Endprodukt der  Entwicklung magnetischer Sterne, die Magnetischen Weißen Zwerge (MWZe). Verbesserte statistische Untersuchungen, die auf neueren Himmelsdurchmusterungen sowie sehr präzisen Beobachtungen einzelner besonderer MWZe basieren,  bieten die Möglichkeit, verschiedene Hypothesen zur Entwicklung dieser Objekte zu testen. Im ersten Teil unserer Arbeit identifizieren wir wasserstoffreiche MWZe (DAHs) im Sloan Digital Sky Survey (SDSS) und untersuchen die Bevölkerungsstatistik aller bekannten DAHs im SDSS. Zusätzlich untersuchen wir die Entwicklungsgeschichte einiger dieser Objekte mit Hilfe von Beobachtungen ihrer Doppelsternbegleiter oder aufgrund von deren Mitgliedschaft in Offenen Sternhaufen. Im zweiten Teil unserer Arbeit untersuchen wir den einzigartigen MWZ REJ,0317-853 mittels Messungen seiner Parallaxe mit dem textit{Hubble}-Weltraumteleskop und durch die zeitaufgelöste Modellierung der Spektren und Polarisationsbeobachtungen. Wir zeigen, daß die Annahme eines zentrierten Dipols für die Geometrie des Magnetfeldes für  mehr als die Hälfte der untersuchten Objekte falsch ist; dies gilt insbesondere für den außergewöhnlichen Weißen Zwerg  REJ 0317-853, welcher während einer Rotationsphase ein sehr homogenes Magnetfeld zeigt. Dies wird auch durch die erste Beobachtung von Zyklotronabsorption im Polarisationsspektrum eines Weißen Zwerges gestützt, die von uns mit Hilfe eines neuen selbstkonsistenten Models für die physikalische Behandlung dieses Absorptionsprozesses erklärt werden konnte. Darüberhinaus untersuchen wir den möglichen Einfluß des Magnetfeldes auf den Massenverlust während der Sternentwicklung und auf die Struktur des Sternes, was für das Verständnis der Natur des massereichen Weißen Zwerges REJ 0317-853 wichtig ist.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Jordan, Priv-Doz. Stefan
Date of thesis defense: 17. December 2010
Date Deposited: 11. Jan 2011 13:46
Date: 2010
Faculties / Institutes: Service facilities > Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) > ZAH: Astronomisches Rechen-Institut
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: Sternentwicklung, Sternatmosphäre, Stellarastronomie, Weißer Zwerg, Magnetfeld
Uncontrolled Keywords: Stellar Evolution , Stellar Atmospheres , Stellar Astronomy , White Dwarfs , Magnetic Fields
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