MUSE spectroscopy in dense stellar fields : a pilot study for VVV-CL001 cluster
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Date
2020
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Abstract
El Bulbo Galáctico es uno de los lugares más interesantes para estudiar debido a su gran concentración de estrellas viejas, por lo que su estudio nos ayuda a entender cómo fue la formación de la Galaxia. En nuestro esfuerzo para reconstruir la historia de formación estelar de la Vía Láctea, es esencial el estudio de la edad de sus estrellas, sin embargo, esta tarea es bastante difícil. Por ello, es que podemos usar la metalicidad de las estrellas, que se obtiene con menor dificultad, como otra forma de estimar la edad de las poblaciones estelares del bulbo. Es así como nos referimos a las estrellas pobres en metales como estrellas viejas, mientras que las estrellas ricas en metales serían estrellas jóvenes. Por otro lado, los cúmulos globulares generalmente tienen la misma edad, metalicidad y distancia, y además son trazadores de poblaciones estelares viejas, por lo que el estudio de los cúmulos globulares asociados al Bulbo Galáctico es crucial porque así obtenemos información confiable sobre esta región. En esta tesis, presentamos el primer estudio espectroscópico del nuevo cúmulo globular VVV-CL001 que se encuentra en dirección al Bulbo Galáctico. Se utilizó un nuevo método con espectros de baja resolución de MUSE para poder confirmar mediante cinemática y metalicidad la naturaleza del cúmulo CL001. Presentamos velocidades radiales, movimientos propios y metalicidades de 190 estrellas observadas en el campo de MUSE. Otro de los objetivos principales es estimar la distancia a CL001 para decidir a qué estructura de la Galaxia pertenece. Finalmente, aplicaremos el método utilizado en CL001 a un campo de MUSE observado en la región del bulbo interno para poder estudiar las velocidades radiales galactocéntricas y las metalicidades de estas estrellas. Se extrajeron espectros individuales de 190 estrellas en el campo del cúmulo VVV-CL001. También se derivaron velocidades radiales mediante correlación cruzada entre un espectro observado y un sintético. Las metalicidades se obtuvieron gracias al estudio de las variaciones del flujo pixel a pixel en el espectro observado comparado con el set de referencia proveniente del GES iDR3 usando The Cannon. Se asignaron movimientos propios y fotometría en el infrarrojo cercano a cada estrella del cúmulo haciendo un cruce de datos con el catálogo del VVV Survey. Se estimó la distancia a CL001 usando una estrella RR Lyrae encontrada en los surveys OGLE y VVV. Se estimó la órbita de CL001 con la distancia, la velocidad promedio y los movimientos propios absolutos del cúmulo usando galpy. Finalmente, las velocidades radiales galactocéntricas y las metalicidades de un campo del bulbo interior observado con MUSE fueron obtenidas gracias al mismo procedimiento que se utilizó para el cúmulo CL001. Derivamos la velocidad radial promedio del cúmulo RV = −336.5 ± 5.6 km s−1 usando las velocidades de 28 estrellas que son candidatas a ser parte del cúmulo, una de las velocidades más altas que se han encontrado en cúmulos de la Vía Láctea. Obtuvimos los movimientos propios de 25 estrellas en el cúmulo, confirmando que son miembros fidedignos de este. Obtuvimos la metalicidad promedio del cúmulo [Fe/H] = −1.92 ± 0.18 dex usando 28 miembros, esto quiere decir que su población es pobre en metales. También estimamos una distancia de D = 10.2 kpc a CL001, lo cual lo posicionaría más allá del centro galáctico. Con este resultado, estimamos la órbita de VVV-CL001 que lo clasificaría con mayor probabilidad como un cúmulo del halo. Por otro lado, derivamos resultados preliminares para el campo del bulbo observado con MUSE, obteniendo una distribución de velocidad galactocéntrica y una MDF que están de acuerdo con estudios previos en el bulbo interno.
Description
Tesis (Master in Astrophysics)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2020