Estimación de parámetros de poblaciones estelares con bajo número de estrellas

• Autores: Víctor Hugo Ramírez Siordia
• Directores de la Tesis: Gustavo Bruzual (dir. tes.), Bernardo Cervantes Sodi (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Nacional Autónoma de México ( México ) en 2019
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: ru.dgb.unam.mx
• Resumen

  • En este trabajo desarrollamos un código basado en inferencia Bayesiana que determina la verosimilitud de las historias de formacion estelar hipoteticas que reconstruyen una población estelar plasmada en el diagrama color-magnitud. Este código permite estimar la edad, la metalicidad, el módulo de distancia y el enrojecimiento por polvo interestelar de una población observada. Cuando la población estudiada proviene de dos brotes estelares, el método es capaz de estimar las edades y la proporción de estrellas de cada brote.

    El método es sometido a prueba y estudiado al aplicarlo para determinar los múltiples parámetros de las poblaciones estelares mediante el uso de poblaciones teóricas (cuyas soluciones conocemos) que imitan a observaciones realistas. Encontramos que el método funciona correctamente para poblaciones con escasez de estrellas (i.e., ~ 100 o más estrellas en etapas evolutivas posteriores a la secuencia principal). Aplicamos el método a seis galaxias enanas ultra débiles, recuperando la edad, metalicidad, módulo de distancia y enrojecimiento por polvo, en buena concordancia con los resultados de otros autores.

    Encontramos que estas galaxias son consistentes con edades de ~ 13.7 giga años y con metalicidades muy bajas, logZ ~- 4, sustentando que podrían ser fosiles de los primeros brotes estelares en el universo. Buscando evidencia de formacion estelar doble en estas galaxias, encontramos que esa posibilidad existe para el caso de Ursa Major I, encontrando señales de un posible brote primordial, junto a uno subsecuente de menor intensidad (~ %25 de las estrellas), un resultado en armonía con investigaciones independientes. Así mismo, aplicamos el código a tres cúmulos estelares de las Nubes de Magallanes. Uno con aspecto de brote estelar simple, al que estimamos su edad, y dos con aspecto de doble brote estelar, a los que estimamos las edades de cada brote y su proporción de estrellas.

    Presentamos además un método automatizado novedoso que detecta cúmulos estela- res en galaxias cercanas usando sus estrellas resueltas en un CMD. Utilizando técnicas de analisis de probabilidad, el metodo limpia los CMD de estrellas contaminantes de fondo.

    Este metodo es complementado con el método Bayesiano de estimación de historias de formación estelar antes mencionado, resultando en un código final sofisticado de localiza- ción y datación de cúmulos estelares automático. Con este código se detectaron y dataron 4850 cúmulos estelares en la Nube Mayor de Magallanes, y 1319 cúmulos estelares en la Nube Menor de Magallanes. Encontramos una historia de formacion de cumulos estelares compuesta por multiples etapas de formacion estelar para ambas Nubes de Magallanes.

    Hallamos evidencia de una etapa prominente de formación estelar hace ~300 mega años, común a las dos Nubes de Magallanes. Dicha etapa fue propiciada posiblemente por una colisión directa entre ambas galaxias, en conformidad con estudios teóricos de la dinámica de estas galaxias con la Vía Láctea. A su vez, encontramos que la Nube Mayor de Ma- gallanes exhibe un escenario de formación de cúmulos estelares de adentro hacia afuera durante el pasado giga año de edad, mientras que la Nube Menor de Magallanes exhibe un escenario en sentido contrario (de fuera hacia adentro). Discutimos las posibles causas de estos escenarios de formación de estelar. Por último, encontramos que los cúmulos más jóvenes en ambas galaxias se encuentran situados en zonas asociadas a intensos proce- sos dinámicos internos, correspondiendo a supercáscaras de HI. Estos resultados implican que tanto los procesos de interacción internos, como los externos, están involucrados en la formacion estelar de ambas Nubes de Magallanes, observando que los procesos por interacciones externas son los mas significativos.