JI
J. Isern
Author with expertise in Gamma-Ray Bursts and Supernovae Connections
Achievements
Open Access Advocate
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(100% Open Access)
Cited by:
998
h-index:
57
/
i10-index:
146
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Evolutionary and pulsational properties of white dwarf stars

L. Althaus et al.Aug 10, 2010
White dwarf stars are the final evolutionary stage of the vast majority of stars, including our Sun. Since the coolest white dwarfs are very old objects, the present population of white dwarfs contains a wealth of information on the evolution of stars from birth to death, and on the star formation rate throughout the history of our Galaxy. Thus, the study of white dwarfs has potential applications in different fields of astrophysics. In particular, white dwarfs can be used as independent reliable cosmic clocks, and can also provide valuable information about the fundamental parameters of a wide variety of stellar populations, such as our Galaxy and open and globular clusters. In addition, the high densities and temperatures characterizing white dwarfs allow these stars to be used as cosmic laboratories for studying physical processes under extreme conditions that cannot be achieved in terrestrial laboratories. Last but not least, since many white dwarf stars undergo pulsational instabilities, the study of their properties constitutes a powerful tool for applications beyond stellar astrophysics. In particular, white dwarfs can be used to constrain fundamental properties of elementary particles such as axions and neutrinos and to study problems related to the variation of fundamental constants. These potential applications of white dwarfs have led to renewed interest in the calculation of very detailed evolutionary and pulsational models for these stars. In this work, we review the essentials of the physics of white dwarf stars. We enumerate the reasons that make these stars excellent chronometers, and we describe why white dwarfs provide tools for a wide variety of applications. Special emphasis is placed on the physical processes that lead to the formation of white dwarfs as well as on the different energy sources and processes responsible for chemical abundance changes that occur along their evolution. Moreover, in the course of their lives, white dwarfs cross different pulsational instability strips. The existence of these instability strips provides astronomers with a unique opportunity to peer into their internal structure that would otherwise remain hidden from observers. We will show that this allows one to measure stellar masses with unprecedented precision and to infer their envelope thicknesses, to probe the core chemical stratification, and to detect rotation rates and magnetic fields. Consequently, in this work, we also review the pulsational properties of white dwarfs and the most recent applications of white dwarf asteroseismology.
0

Conceptual design of the International Axion Observatory (IAXO)

E. Armengaud et al.May 12, 2014
The International Axion Observatory (IAXO) will be a forth generation axion helioscope. As its primary physics goal, IAXO will look for axions or axion-like particles (ALPs) originating in the Sun via the Primakoff conversion of the solar plasma photons. In terms of signal-to-noise ratio, IAXO will be about 4–5 orders of magnitude more sensitive than CAST, currently the most powerful axion helioscope, reaching sensitivity to axion-photon couplings down to a few × 10−12 GeV−1 and thus probing a large fraction of the currently unexplored axion and ALP parameter space. IAXO will also be sensitive to solar axions produced by mechanisms mediated by the axion-electron coupling gae with sensitivity — for the first time — to values of gae not previously excluded by astrophysics. With several other possible physics cases, IAXO has the potential to serve as a multi-purpose facility for generic axion and ALP research in the next decade. In this paper we present the conceptual design of IAXO, which follows the layout of an enhanced axion helioscope, based on a purpose-built 20 m-long 8-coils toroidal superconducting magnet. All the eight 60cm-diameter magnet bores are equipped with focusing x-ray optics, able to focus the signal photons into ∼ 0.2 cm2 spots that are imaged by ultra-low-background Micromegas x-ray detectors. The magnet is built into a structure with elevation and azimuth drives that will allow for solar tracking for ∼ 12 h each day.