Unleashing the proper motions : revolution in the inner Galaxy
Loading...
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Los cúmulos globulares son densas aglomeraciones de estrellas que fueron formadas
aproximadamente al mismo tiempo y constituyen una parte importante de las galaxias. La
presencia de estrellas con la misma edad y distancia nos ha permitido medir para ellas
distancias y masas, tarea imposible para estrellas individuales. Por lo tanto, los cúmulos
globulares son trazadoras de la estructura, tiempo de formación y composición química de
las galaxias y sus componentes.
Los cúmulos globulares fueron descubiertos y catalogados principalmente en imágenes
astronómicas a través de inspección visual. Por este método, sin embargo, algunos de
cúmulos de baja masa no fueron descubiertos. En las regiones centrales de la Vía Láctea
(disco interno y bulbo), caracterizadas por grandes cantidades de extinción y multitud de
estrellas, hay razones para creer que sólo los cúmulos más brillantes han sido detectados.
Precisamente estos cúmulos globulares son cruciales para descifrar las etapas tempranas
de la Galaxia, ya que ellos nacieron in-situ y han evolucionado con la Vía Láctea todo este
tiempo.
Recientemente, estudiando exhaustivamente una a una las estrellas, los cúmulos globulares han resultado mucho menos homogéneos y simples de lo que se tenía inicialmente, ya
sea en términos de abundancias químicas y edad de estrellas individuales. Ellos entonces
salen del concepto histórico de lo que se denominó como una “población estelar simple”.
Para detectar nuevos cúmulos globulares de baja masa en regiones con una alta densidad
estelar de estrellas de campo, es crucial evaluar la pertenencia de una estrella dada al campo
o al cúmulo en cuestión. Por definición un cúmulo de estrellas nace como un grupo que
está unido por gravedad, y la única manera de establecer la existencia de un cúmulo es por
medio de la dinámica de ellas. Un cúmulo sólo existe como tal si sus estrellas se mueven
juntas en el espacio. Es por esto que analizamos y estudiamos los cúmulos globulares por
medio de sus movimientos propios.
Inicialmente el objetivo principal de esta tesis se centraba en el análisis de espectros
APOGEE de alta resolución en las partes centrales de la Vía Láctea, como parte de
un proyecto chileno contribuido al survey SDSS-IV. Durante este mismo período se
hizo pública la segunda entrega del survey Gaia, lo que derivó en el estudio de cúmulos
globulares de tamaño intermedio y pequeño localizados hacia el bulbo Galáctico.
Se comenzó por modificar un algoritmo de agrupamiento automático para detectar
cúmulos globulares presentes en la literatura. Una muestra más completa de estos cúmulos
nos permitirá colocar nuevos límites en cómo sobrevivieron en este hostil ambiente como
lo son las partes centrales de la Vía Láctea.
Dentro del marco de esta tesis, cinco nuevos cúmulos globulares fueron encontrados
y caracterizados en términos de sus posiciones, sus velocidades en tres dimensiones y sus
metalicidades. Parámetros orbitales para todos ellos fueron determinados, dos de estos
cúmulos fueron clasificados pertenecientes al bulbo y tres al halo, con distancias que
llegan hasta los 14 kpc detrás del centro Galáctico. Adicionalmente, más del 98% de los
candidatos a cúmulo globular presentes en la literatura dentro del área estudiada fueron
descartados por razones dinámicas. Varios cúmulos abiertos no presentes en otros catálogos
también fueron descubiertos y analizados.
Pese a que el algoritmo es conceptualmente simple de entender e implementar, se han
descubierto y caracterizado cúmulos globulares ubicados hacia el bulbo de la Vía Láctea.
Demostramos que una nueva población de cúmulos globulares que sobrevivió este tiempo
está enterrada en las partes centrales de la Galaxia, pudiendo ser una de las varias claves
que tendremos para estudiar las etapas tempranas de la Vía Láctea.
Finalmente, y dentro de la era dominada por los datos del satélite Gaia, estos estudios
son cruciales para sentar precedente a futuros astrónomos de qué algoritmos fueron más
eficientes analizando grandes cantidades de datos, qué tipo de filtros y parámetros fueron
preferidos para encontrar cúmulos y en un tema relevante astrofísicamente hablando, cuál
es el número total de cúmulos globulares en la Galaxia.
Description
Tesis (Doctor of Philosophy)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2022
Keywords
Surveys, Estrellas: cinemática y dinámica, Vía Láctea: bulbo, Cúmulos globulares: en general, Movimientos propios