• M. Auriere
  • R. Konstantinova-Antova
  • C. Charbonnel
  • G. A. Wade
  • S. Tsvetkova
  • P. Petit
  • B. Dintrans
  • N. A. Drake
  • T. Decressin
  • N. Lagarde
  • J. -F. Donati
  • T. Roudier
  • F. Lignieres
  • K. -P. Schroeder
  • J. D. Landstreet
  • A. Lebre
  • W. W. Weiss
  • J. -P. Zahn
Aims: We investigate the magnetic field at the surface of 48 red giants selected as promising for detection of Stokes V Zeeman signatures in their spectral lines. In our sample, 24 stars are identified from the literature as presenting moderate to strong signs of magnetic activity. An additional 7 stars are identified as those in which thermohaline mixing appears not to have occured, which could be due to hosting a strong magnetic field. Finally, we observed 17 additional very bright stars which enable a sensitive search to be performed with the spectropolarimetric technique. Methods: We use the spectropolarimeters Narval and ESPaDOnS to detect circular polarization within the photospheric absorption lines of our targets. We treat the spectropolarimetric data using the least-squares deconvolution method to create high signal-to-noise ratio mean Stokes V profiles. We also measure the classical S-index activity indicator for the Ca ii H&K lines, and the stellar radial velocity. To infer the evolutionary status of our giants and to interpret our results, we use state-of-the-art stellar evolutionary models with predictions of convective turnover times. Results: We unambiguously detect magnetic fields via Zeeman signatures in 29 of the 48 red giants in our sample. Zeeman signatures are found in all but one of the 24 red giants exhibiting signs of activity, as well as 6 out of 17 bright giant stars. However no detections were obtained in the 7 thermohaline deviant giants. The majority of the magnetically detected giants are either in the first dredge up phase or at the beginning of core He burning, i.e. phases when the convective turnover time is at a maximum: this corresponds to a "magnetic strip" for red giants in the Hertzsprung-Russell diagram. A close study of the 16 giants with known rotational periods shows that the measured magnetic field strength is tightly correlated with the rotational properties, namely to the rotational period and to the Rossby number Ro. Our results show that the magnetic fields of these giants are produced by a dynamo, possibly of α-ω origin since Ro is in general smaller than unity. Four stars for which the magnetic field is measured to be outstandingly strong with respect to that expected from the rotational period/magnetic field relation or their evolutionary status are interpreted as being probable descendants of magnetic Ap stars. In addition to the weak-field giant Pollux, 4 bright giants (Aldebaran, Alphard, Arcturus, η Psc) are detected with magnetic field strength at the sub-Gauss level. Besides Arcturus, these stars were not considered to be active giants before this study and are very similar in other respects to ordinary giants, with S-index indicating consistency with basal chromospheric flux.Цели. Мы исследуем магнитное поле на поверхности 48 красных гигантов, выбранных как перспективные для обнаружения сигнатур Стокса V Зеемана в их спектральных линиях. В нашем примере 24 звезды идентифицированы из литературы как представляющие умеренные или сильные признаки магнитной активности. Еще 7 звезд идентифицированы как те, в которых, по-видимому, не происходило термохалинное перемешивание, что могло быть связано с размещением сильного магнитного поля. Наконец, мы наблюдали 17 дополнительных очень ярких звезд, которые позволяют проводить тщательный поиск со спектрополяриметрической техникой.Методы. Мы используем спектрополяриметры Narval и ESPaDOnS для обнаружения круговой поляризации в линиях поглощения фотосферы наших целей. Мы обрабатываем спектрополяриметрические данные с использованием метода деконволюции наименьших квадратов для создания средних средних профилей Стокса V с отношением сигнал-шум. Мы также измеряем классический показатель активности S-индекса для линий Ca II H и K и звездную радиальную скорость. Чтобы вывести эволюционный статус наших гигантов и интерпретировать наши результаты, мы используем современные звездные эволюционные модели с предсказаниями времени конвективного оборота.Результаты. Мы однозначно обнаруживаем магнитные поля через зеемановские сигнатуры у 29 из 48 красных гигантов в нашем образце. Зеемановские сигнатуры встречаются во всех, кроме одного из 24 красных гигантов, проявляющих признаки активности, а также 6 из 17 ярких гигантских звезд. Однако не было обнаружено никаких обнаружений в 7 термохалинных девиантных гигантах. Большинство магнитоопределенных гигантов находятся либо в первой фазе экструзии, либо в начале сжигания ядра He, то есть в фазах, когда время конвективного оборота максимальнее: это соответствует «магнитной полосе» для красных гигантов в Hertzsprung -Руссельная диаграмма. Тщательное изучение 16 гигантов с известными периодами вращения показывает, что измеренная напряженность магнитного поля плотно коррелирует с вращательными свойствами, а именно с периодом вращения и с номером Россби Ro. Наши результаты показывают, что магнитные поля этих гигантов производятся динамо, возможно, из -е-со, поскольку Ro вообще меньше единицы. Четыре звезды, для которых магнитное поле измерено как чрезвычайно сильное по отношению к ожидаемому от отношения вращательного периода / магнитного поля или их эволюционного статуса, интерпретируются как вероятные потомки магнитных звезд Ап. В дополнение к гиганту Поллукса в слабых полях обнаружены 4 ярких гиганта (Альдебаран, Альфард, Арктур, η Psc) с напряженностью магнитного поля на уровне субгаусса. Помимо Арктура, эти звезды не считались активными гигантами до этого исследования и очень похожи в других отношениях на обычных гигантов, причем S-индекс указывает на согласованность с базальным хромосферным потоком.
Translated title of the contributionМагнитные поля на поверхности одиночных активных G-K гигантов
Original languageEnglish
Article numberA90
Number of pages30
JournalASTRONOMY & ASTROPHYSICS
Volume574
DOIs
StatePublished - 1 Feb 2015

    Research areas

  • stellar evolution, magnetic fields, late-type stars, stellar rotation

    Scopus subject areas

  • Physics and Astronomy(all)

ID: 3976704