Schreiber, Matthias Rudolf (Profesor Guía)Zapata Alarcón, Sarai Abigail2024-09-132024-09-132024-03-15https://repositorio.usm.cl/handle/123456789/215Durante numerosos años, ha persistido la pregunta sobre por qué ciertas enanas blancas poseen campos magnéticos fuertes mientras que otras no. Se han formulado varias teorías para explicar la generación de estos campos magnéticos. El escenario de campo fósil postula que los campos magnéticos observados en enanas blancas se originaron durante las etapas anteriores de las estrellas Ap o Bp. Otra propuesta implica fusiones de núcleos doblemente degenerados, donde la fusión de dos enanas blancas resultan en la creación de campos magnéticos robustos. Una teoría alternativa sugiere que se genera un dínamo durante la fase de envoltura común de un sistema binario. En este escenario, la rotación diferencial en la envoltura común que rodea a las dos estrellas puede impulsar un dínamo, dando lugar al campo magnético de la enana blanca. En la última década, ha surgido una nueva teoría como una explicación posible para los campos magnéticos en enanas blancas. Según esta teoría, el dínamo es impulsado por la cristalización de la enana blanca junto con una rotación rápida. Tan pronto como una enana blanca de carbono/oxígeno (C/O) está cristalizando, el núcleo sólido se enriquece en oxígeno, mientras que las zonas exteriores ricas en carbono se vuelven convectivas. Esta situación se asemeja a la de la Tierra, en la cual un núcleo de hierro sólido rodeado por una zona de convección líquida junto con la rotación impulsa un dínamo magnético que se supone genera el campo magnético de la Tierra. Basándose en esta analogía, se ha propuesto que un mecanismo de dínamo similar es responsable del desarrollo de campos magnéticos fuertes en enanas blancas. El objetivo de esta tesis es contrastar dos teorías: una que propone la generación de un dínamo dentro de la envoltura común y la teoría alternativa que sugiere un dínamo impulsado por los procesos de cristalización y rotación rápida. Este trabajo implicará un análisis comparativo con datos observacionales. Para llevar a cabo este proyecto, se utilizó un código BSE modificado para generar una población significativa de sistemas binarios de enanas blancas cercanas que se formaron a través de dos fases de envoltura común. Posteriormente, se utilizaron ecuaciones proporcionales simples para la fuerza del campo magnético generado por un dínamo dentro de la envoltura común y el dínamo de cristalización para predecir la fracción y las fuerzas de campo de enanas blancas en binarias dobles cercanas. Al comparar la predicción de nuestro modelo de población con las observaciones de enanas blancas dobles, obtenemos los siguientes resultados. Primero, dos fases de envoltura común no pueden representar la principal vía de formación para la población actual de enanas blancas dobles observadas, ya que las masas predichas difieren sustancialmente. Para una comprensión completa de la población de enanas blancas dobles en general y de sus campos magnéticos en particular, se requieren modelos de población que incluyan transferencia de masa estable. En segundo lugar, la teoría del dínamo de envoltura común predice muchas enanas blancas fuertemente magnéticas en comparación con las observaciones, así como una relación entre el período orbital y la fuerza del campo que no se observa. Incluso si solo una pequeña fracción de enanas blancas dobles se forma a través de dos fases de envoltura común, el dínamo de envoltura común en su forma actual no puede describir adecuadamente la generación de campos magnéticos en enanas blancas dobles. En tercer lugar, las predicciones del dínamo impulsado por la cristalización podrían estar en acuerdo con las observaciones si la eficiencia de la envoltura común, que describe cuán eficientemente se utiliza la energía orbital durante la evolución de la envoltura común para expulsar la envoltura, es pequeña y si los sesgos observacionales afectan la muestra observada. Concluyo que el dínamo impulsado por la cristalización es probablemente el escenario más plausible para la generación del campo magnético en enanas blancas, pero se requieren simulaciones más detalladas que incluyan transferencia de masa estable para poner a prueba esta hipótesis.For numerous years, the question has persisted regarding why certain white dwarfs possess strong magnetic fields while others do not. Several theories have been formulated to explain the generation of these magnetic fields. The fossil field scenario postulates that magnetic fields observed in white dwarfs originated during the prior stages of Ap or Bp stars. Another proposal involves double degenerate core mergers, where the merging of two white dwarfs results in the creation of robust magnetic fields. An alternative theory suggests that a dynamo is generated during the common envelope phase of a binary system. In this scenario, the differential rotation in the common envelope surrounding the two stars is able to drive a dynamo, thereby giving rise to the white dwarf magnetic field. Over the past decade, a new theory has emerged as a plausible explanation for magnetic fields in white dwarfs. According to this theory, the dynamo is driven by the crystallization of the white dwarf coupled with rapid rotation. As soon as a carbon/oxygen (C/O) white dwarf is crystallizing, the solid core becomes rich in oxygen while the carbon rich outer zones become convective. This situation resembles that of the Earth, in which a solid iron core surrounded by a liquid convection zone together with rotation drives a magnetic dynamo that is supposed to generate the Earth’s magnetic field. Based on this analogy it has been proposed that a similar dynamo mechanism is responsible for the development of strong magnetic fields in white dwarfs. The aim of this thesis is to contrast two theories: one proposing the generation of a dynamo within the common envelope, and the alternative theory suggesting a dynamo driven by the processes of crystallization and rapid rotation. This examination will involve a comparative analysis with observational data. To accomplish this project, a modified BSE code was employed to generate a significant population of close white dwarf binary systems that formed through two common envelope phases. Subsequently, simple scaling equations for the strength of the magnetic field generated through a dynamo within the common envelope and the crystallization dynamo were used to predict the fraction and field strengths of white dwarfs in close double white dwarf binaries. Comparing the prediction of our population model with the observations of double white dwarfs, we obtain the following results. First, two common envelope phases cannot represent the main formation channel for the currently observed double white dwarf population because the predicted white dwarf masses differ substantially. For a full understanding of the double white dwarf population in general and their magnetic fields in particular, population models that include stable mass transfer are highly required. Second, the common envelope dynamo theory predicts far too many strongly magnetic white dwarfs compared to the observations as well as a relation between orbital period and field strength which is not observed. Even if only a relatively small fraction of double white dwarfs form through two common envelope phases, the common envelope dynamo in its current form can be excluded to properly describe the generation of magnetic fields in double white dwarfs. Third, the predictions of the crystallization driven dynamo could be in agreement with the observations if the common envelope efficiency, which describes how efficiently orbital energy is used during common envelope evolution to expel the envelope, is small and if observational biases affect the observed sample. I conclude that the crystallization driven dynamo is probably the most plausible scenario for the magnetic field generation in white dwarfs but that more detailed simulations including stable mass transfer are required to further test this hypothesis.info:eu-repo/semantics/openAccessAstrofísicaEnanas blancasCampo magnético3560900284154