Cuasi periodicidades en los periodogramas de estrellas delta-scuti: un nuevo observable. Dos ejemplos de corot: hd174936 y hd174966
- Autores: Antonio García Hernández
- Directores de la Tesis: Rafael Garrido Haba (dir. tes.), Juan Carlos Suárez Yanes (dir. tes.), Andrés Moya Bedón (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2011
- Idioma: español
- ISBN: 9788469429075
- Tribunal Calificador de la Tesis: Eduardo Battaner López (presid.), Estrella Florido Navío (secret.), María Pilar López de Coca Castañer (voc.), Angel Rolland Quintanilla (voc.), Enrique Solano Márquez (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
- Resumen
Las estrellas pulsantes son los mejores laboratorios para estudiar los interiores estelares. La astrosismología es un joven campo científico que ha ido creciendo en los últimos años y cuyo objetivo es el estudio de dichos objetos. Las misiones espaciales puestas recientemente en órbita cuyo objetivo principal (junto a la detección de planetas extrasolares) es la observación de estrellas pulsantes de manera continua, como son MOST, CoRoT o Kepler, demuestran el auge que esta especialidad esta gozando entre la comunidad científica.
Esta tesis se enmarca dentro del proyecto titulado 'Participación española en la misión CoRoT', siendo uno de los directores de tesis el investigador principal de la participación española en dicha misión. Así, esta tesis se focaliza en el análisis de los datos aportados por esta misión, que revolucionarán, dada su precisión, nuestra manera de estudiar las estrellas.
Las estrellas pulsantes tipo ¿-Scuti son poco comprendidas debido a los problemas que acarrea su observación desde Tierra: transcurso entre día y noche, escasas frecuencias de oscilación, insuficiente precisión, etc. Con las misiones espaciales, tales problemas desaparecen y el número de frecuencias de oscilación extraídas de las observaciones se eleva uno o dos órdenes de magnitud, dependiendo de la estrella.
Por otro lado, campañas globales de observación ininterrumpida, intentan paliar los problemas de la obtención de datos desde Tierra y consiguen extraer varias decenas de frecuencias para unas pocas ¿-Scuti bien estudiadas. Para estas estrellas, se han intentado encontrar ciertos patrones que, como en el Sol, sean capaces de proporcionarnos información acerca del interior estelar y facilitarnos la identificación modal (asignación de los números n y l de los armónicos esféricos a una frecuencia pulsación determinada), cuello de botella de la Astrosismología. Sin embargo, el reducido número de frecuencias de que se dispone impide la obtención de una conclusión definitiva sobre la existencia de algún patrón.
En este trabajo se han perseguido, así, varios objetivos. El primero es el estudio de las curvas de luz procedentes del satélite CoRoT, cuya complejidad supone un campo interesante de debate y cuyas conclusiones plantean un reto para la teoría de pulsación. En segundo lugar, se ha utilizado la metodología usada en los trabajos de Handler et al. (1997) y Breger et al. (1999) para la búsqueda de periodicidade. Y, en tercer lugar, se utilizarán observaciones de fotometría Strömgren para una identificación modal preliminar (siguiendo Garrido et al. 1990) que serviría para ajustar el modelo más adecuado de las estrellas observadas.
Así, la metodología consistió, en primer lugar, en construir una base de datos de modelos de estructura interna y pulsación estelar que permitieron el análisis masivo de observaciones procedentes de los satélites y un mapeado detallado de la zona del diagrama HR donde se encuentra cada estrella de acuerdo a las incertidumbres en las medidas.
El segundo paso consistió en el desarrollo de las herramientas que sirvieron, por un lado, para la búsqueda de periodicidades (en este caso, un análisis de Fourier) y, por otro, para el manejo de la base de datos que se computó. En esta última línea, el proyecto colaboró con el Observatorio Virtual Español (Solano, E. 2006), lo que permitió ofrecer públicamente a la comunidad científica los recursos desarrollados durante este trabajo de tesis.
Los resultados encontrados fueron los siguiente. En primer lugar, construimos una base de datos tanto de modelos de interior estelar como de pulsación que constaba de unos 600.00 modelos en el rango usual de masas para las estrellas ¿-Scuti (1.25-2.20 Msol), metalicidad y un conjunto de parámetros de la convección.
En segundo lugar, ayudamos en la construcción de la herramienta VOTA (Virtual Observatory Tool for Asteroseismology) para el SVO en colaboración con el Centro de Astrobiología (INTA-CSIC). Esta herramienta nos permite manejar la base de datos y realizar determinadas búsquedas seleccionando límites de muy diversos parámetros. Posee, además, algunas herramientas para la representación gráfica.
En tercer lugar, desarrollamos el método de Fourier que nos permitiría la búsqueda de periodicidades, encontrando que éste era el método más adecuado frente al de los histogramas de diferencias.
En cuarto lugar, obtuvimos las frecuencias de las curvas de luz aportadas por CoRoT, obteniendo un total de 422 frecuencias para HD174936 y 185 para HD174966. Observamos que esta cantidad de frecuencias (dos órdenes mayor que el número obtenido para la mayor parte de este tipo de estrellas) pone a prueba ciertos puntos de la teoría de pulsación, sobre todo las relacionadas con los mecanismos de excitación, en concreto, el mecanismo kappa.
En quinto lugar, a partir de estos periodogramas, utilizamos el análisis de Fourier para encontrar periodicidades. Encontramos una cuasi periodicidad de 26 ¿Hz para la primera estrella y de 64 ¿Hz para la segunda. Encontramos que este valor se encontraba también en nuestros modelos aún sin tener en cuenta la rotación. Parte de estos resultados ya se publicaron en García Hernández et al. 2009.
En sexto lugar, comprobamos que esta cuasi periodicidad se corresponde con un estancamiento de la gran separación (¿¿), definida en el sentido usual, y que esta gran separación era función exclusiva de la densidad media del modelo (¿). Por tanto, podemos concluir que se trata de un nuevo observable.
En séptimo lugar, aplicamos este observable para reducir la incertidumbre en los observables usuales (temperatura efectiva, logaritmo de la gravedad y metalicidad), consiguiendo una reducción "solamente" en logg, aunque de más del 70% para ambos casos.
En octavo lugar, tomamos medidas de fotometría Strömgren de ambas estrellas, identificando las dos frecuencias de mayor amplitud para HD174936 y las tres de mayor amplitud para HD174966. Utilizando la identificación modal, restringimos el número del grado esférico L correspondiente a cada frecuencia y usamos esta información para, de nuevo, aplicar una reducción a la caja de incertidumbre de nuestras estrellas, partiendo de la caja ya restringida por la gran separación. Con ello, conseguimos una reducción de un 33% en el valor del parámetro libre relacionado con la eficiencia convectiva. En total, esto nos llevó a una reducción final de un 86% de los modelos representativos para la primera estrella y de un 97% de los de la segunda.
