Rumo a uma compreensão global de como anãs brancas acretantes se formam e evoluem

Abstract

O principal objetivo deste projeto é investigar a formação e evolução de anãs brancas acretantes com simulações numéricas. O estudo das anãs brancas acretantes é relevante para diversos campos de pesquisa devido à sua grande variedade de fenômenos, em praticamente todos os comprimentos de onda e em uma ampla gama de tempos de escala, o que as torna laboratórios naturais para investigar, por exemplo, a formação e evolução de estrelas binárias, processos de acreção, eventos transientes, jatos e outflows, progenitoras de supernovas do tipo Ia, ondas gravitacionais de baixa frequência, fortes campos magnéticos sob condições extremas. Apesar da sua importância para a Astrofísica e dos progressos recentes neste campo, ainda não compreendemos completamente como estes objetos fascinantes se formam e evoluem, uma vez que os modelos clássicos enfrentam sérios problemas quando confrontados com observações. Todos os problemas atuais estão provavelmente relacionados com as características intrínsecas da evolução destes sistemas e das suas progenitoras, que atualmente não são bem compreendidas. Portanto, para progredir ainda mais na compreensão das anãs brancas acretantes, é crucial caracterizar adequadamente tais mecanismos. Aqui, propomos investigar detalhadamente os caminhos que levam à formação das anãs brancas acretantes e os principais mecanismos que impulsionam sua evolução. Usaremos um código rápido de síntese de populações combinado com um código que calcula de forma detalhada a estrutura das estrelas para investigar anãs brancas acretantes, o que nos permitirá calcular adequadamente a resposta da binária e seus componentes durante a formação e evolução desses sistemas, bem como prever a evolução geral e as características intrínsecas de diferentes populações. Esperamos resolver problemas importantes relacionados com a formação e evolução das anãs brancas acretantes, adquirir percepções valiosas sobre os mecanismos que impulsionam a sua evolução e dar um passo mais próximo em direção a uma compreensão global da sua formação e evolução.

The main objective of this project is to investigate the formation and evolution of accreting white dwarfs using numerical simulations. The study of accreting white dwarfs bears relevance for several fields of research due to their wide variety of phenomena, over virtually all wavelengths and on a broad range of timescales, which makes them natural laboratories to investigate, for instance, binary formation and evolution, accretion processes, transient events, jets and outflows, type Ia supernova progenitors, low-frequency gravitational waves, strong magnetic fields under extreme conditions. Despite their general importance for astrophysics and recent progress in the field, we still do not fully understand how these fascinating objects form and evolve as the classical picture faces serious problems when confronted with observations. All current problems are most likely related to the characteristics of the evolution of these systems and their progenitors, which are currently neither well-understood nor well-constrained. Therefore, to progress further with the understanding of accreting white dwarfs, it is crucial to properly characterize such mechanisms. Here we propose to investigate in detail the pathways leading to the formation of accreting white dwarfs and the main mechanisms driving their evolution. We will use a combination of a rapid population synthesis code with a detailed evolutionary code to investigate accreting white dwarfs, which will allow us to properly calculate the response of the binary and its components during the formation and evolution of these systems as well as to predict the overall characteristics of the intrinsic populations. We expect to solve major problems connected with accreting white dwarf formation and evolution, gain valuable insights into the mechanisms driving their evolution, and take a step closer towards a global understanding of their formation and evolution