Population synthesis studies of the white dwarfs of the galactic disk and halo
- Autores: Elena-ruxandra Cojocaru
- Directores de la Tesis: Santiago Torres Gil (dir. tes.), Enrique García-Berro Montilla (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Jordi Isern i Vilaboy (presid.), Domingo García Senz (secret.), Leandro Gabriel Althaus (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Como estadio final en la evolución de la mayoría de estrellas de la secuencia principal, las enanas blancas se pueden utilizar para inferir propiedades importantes relativas a la formación y evolución de la Galaxia. Los métodos de síntesis de población, junto con la excelente calidad ofrecida por las secuencias de enfriamiento actuales, constituyen una herramienta versátil para el estudio detallado de las muestras observadas de enanas blancas. Entre otras posibles aplicaciones cabe citar: estimar las edades de diversas poblaciones estelares, medir el ritmo local de formación estelar y la densidad estelar, acotar el contenido local de materia bariónica, analizar la evolución estelar para estrellas tanto individuales como binarias o explorar diversos escenarios para los progenitores de Supernovas tipo Ia. En esta tesis doctoral se presentan varios estudios sobre las poblaciones de enanas blancas del disco y del halo de la Galaxia centrados en torno a cuatro objetivos principales.
El primero consistió en analizar de forma teórica los efectos de la metalicidad sobre la función de luminosidad de las enanas blancas del disco Galáctico. Para ello se empleó un código Monte Carlo de síntesis de población. La muestra simulada obtenida se comparó con dos muestras observadas de enanas blancas: la del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) y la del SuperCosmos Sky Survey (SSS). En ambos casos se tuvo en cuenta los correspondientes efectos de selección. En una primera fase, se analizaron los efectos de la proporción de enanas blancas con atmósferas escasas en hidrógeno. A continuación, se comprobaron diferentes relaciones edad-metalicidad, teniendo en cuenta el efecto de ésta a lo largo de la evolución de la estrella.
Nuestro segundo objetivo consintió en determinar las funciones de luminosidad, de masa y de edad acumulativa, derivadas de la muestra de enanas blancas identificadas por LAMOST. Primero se calcularon las funciones observadas y luego las simuladas en base a nuestro código de síntesis de poblaciones. Se calcularon también los valores tanto de la densidad estelar como del ritmo local de formación para las enanas blancas con atmósferas ricas en hidrógeno. Por último, se analizaron las posibles causas del exceso de enanas blancas masivas observado.
El tercer objetivo de esta tesis se centró en realizar un análisis actualizado de la función de luminosidad de las enanas blancas del halo, utilizando una prescripción auto-consistente para enanas blancas con progenitores de muy baja metalicidad. La población simulada se pasó por una serie de filtros creados para reproducir los criterios de selección utilizados en la muestra observacional del SSS. Dado que, para enanas blancas provenientes de estrellas de muy baja metalicidad, la quema residual de hidrógeno se convierte en una fuente importante de energía, se compararon los resultados usando secuencias de enfriamiento con quema residual de hidrógeno y secuencias calculadas sin tener en cuenta este fenómeno.
Finalmente, nuestro último objetivo fue reproducir la muestra de binarias compuestas por una enana blanca y una estrella de la secuencia principal en el contexto del disco Galáctico. Las simulaciones fueron comparadas con la muestra más extensa y reciente para este tipo de objetos obtenida del SDSS. El estudio también incorporó un tratamiento muy detallado de los sesgos y errores observacionales. La muestra resultante simulada se utilizó para restringir varios parámetros importantes en la formación y evolución de sistemas binarios, tales como la distribución inicial del cociente de masa y el parámetro de eficiencia de la fase de envoltura común.
Para concluir, el trabajo presentado en esta tesis demuestra la versatilidad del uso de los modelos de síntesis de poblaciones de enanas blancas en la estimación de diferentes propiedades del disco y halo de la Galaxia. La metodología aquí descrita puede ser utilizada en multitud de estudios futuros de este tipo.
