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Física Estelar e Interestelar

 

Las estrellas constituyen sondas físicas fundamentales. El Proyecto Severo Ochoa financia los objetivos más importantes del centro dentro de su línea de investigación de Física Estelar eInterestelar:

1) Identificar nuevos sistemas de agujeros negros y explorar la física de los agujeros negros y sus progenitores, para lo que el equipo utiliza algunos de los mejores observatorios del mundo, estudiando las masas dinámicas de  agujeros negros estelares en sistemas binarios, analizando los procesos de acreción/emisión en binarias compactas y contrastando las teorías que predicen la evolución del período orbital de estos sistemas como resultado de una ruptura del campo magnético o de radiación gravitatoria. Se utilizará el caso de estrellas que orbitan alrdedor de agujeros negros para comprobar el comportamiento de la gravedad en régimen de campo fuerte.

2) Conocer la física y el ciclo vital de las estrellas, desde las más masivas y luminosas observables a grandes distancias en el Universo que acabarán en violentos episodios explosivos y la formación de agujeros negros o de estrellas de neutrones, hasta las más débiles enanas marrones que enlazan con el dominio de los planetas. El objetivo en las estrellas masivas es aprovechar su enorme luminosidad y sus intensos campos de radiación y utilizarlos como herramientas para estudiar el universo a alto y bajo z. Los investigadores del IAC han sido pioneros en la búsqueda de enanas marones desde su descubrimiento (Rebolo et al. 1995 Nature), ahora se trata de comprender los mecanismos de formación de estos objetos, cuyo número se equipara al de las estrellas.

3) Estudiar del enriquecimiento químico durante las últimas fases de estrellas tipo solar; desvelar la distribución del carbono, en sus formas atómica y molecular, en la Vía Láctea y en otras galaxias y determinar el papel de las moléculas que contienen carbono en la química interestelar prebiótica. 

 

 Objetivos:

  • Descubrir y estudiar agujeros negros, estrellas de neutrones y enanas blancas en sistemas sometidos a fuertes campos gravitatorios;
  • Esclarecer el papel que desempeñan los vientos estelares en las estrellas más masivas y en la formación y evolución de las enanas marrones, que sirven de puente entre el mundo estelar y el dominio de  los exoplanetas;
  • Conocer las últimas fases de la vida de las estrellas de tipo solar y desvelar la distribución del carbono y el papel de las moléculas que lo contienen en la química interestelar prebiótica.

 

Resultados científicos específicos:

2016

  • Se han realizado medidas de las abundancias [C/Fe] y [N/Fe] para 95 estrellas individuales de la Rama Gigante Roja en la galaxia esferoidal enana Sculptor, siendo la primera vez que se mide [N/Fe] para un número tan grande de estrellas en una galaxia de ese tipo (Lardo, Battaglia et al. 2016).
  • Confirmación de 100 subenanas de tipo M tardío (M5-L1) cruzando datos de los sondeos 2MASS, SDSS y UKIDSS. El estudio ha proporcionado tipos espectrales y movimientos espaciales en 3D para todas las fuentes estudiadas (Lodieu et al. 2016).
  • Investigadores del IAC han publicado el primer atlas de estrellas de tipo OB con metalicidades inferiores a la de la Pequeña Nube de Magallanes (Camacho et al., 2016). Las observaciones se realizaron con GTC-OSIRIS y representan el primer estudio de una población de estrellas masivas resueltas en galaxias con baja metalicidad.
  • Descubrimiento de dos binarias de contacto de las más masivas conocidas, proporcionando la primera caracterización detallada de estos sistemas, probables progenitores de las fuentes de onda gravitacionales (GU Mon - Lorenzo et al. 2016 and VFTS 352 – Almeida et al., 2015).
  • El equipo del IAC que trabaja en la nucleosíntesis en estrellas gigantes ha encontrado la primera evidencia de que las estrellas más grandes y evolucionadas de la Rama Asintótica de Gigantes (AGB) juegan un papel fundamental en la contaminación del medio interestelar, a partir del cual se forman generaciones sucesivas de estrellas. Este equipo también ha arrojado luz sobre la producción de núcleos de oxígeno en las nebulosas planetarias de baja masa.

  • Investigadores del IAC han encontrado que la discrepancia entre las abundancias de un elemento determinadas a partir de colisiones excitadas y de líneas de recombinación en las regiones HII parece tener una dependencia con la metalicidad. También se ha identificado una fuerte conexión entre el problema de la discrepancia de abundancias y la binaridad de la estrella central en las nebulosas planetarias.
  • Un equipo de expertos en asterismología del IAC, junto con el resto de la colaboración SONG, ha publicado un estudio detallado del espectro de oscilaciones de la estrella μ Her basándose en unos 30.000 espectros recogidos entre 2014 y 2015. El estudio detectó un total de 49 modos de oscilación.
  • Un equipo del IAC que trabaja en el proyecto APOGEE ha descubierto múltiples transiciones en la banda H del elemento neodimio perteneciente al grupo de las tierras raras. Este descubrimiento permite determinar la abundancia de este elemento en decenas de miles de estrellas observadas con el instrumento APOGEE (Hasselquist et al. 2016).
  • La primera publicación de datos de Gaia (Gaia Collaboration 2016) ha proporcionado una nueva visión de los efectos dinámicos que ha llevado a establecer una correlación entre la rotación galáctica y la composición química de las poblaciones estelares en el disco galáctico (Allende Prieto, et al. 2016).

 

2017

  • Descubrimiento del objeto subestelar más pobre en metales hasta la fecha (Zhang et al. 2017b).
  • Se ha llevado a cabo una búsqueda exhaustiva de las estrellas más frías en cúmulos abiertos jóvenes, mediante espectroscopia óptica y en el infrarrojo cercano de enanas marrones frías en la asociación Upper Sco (paper submitted to MNRAS; Lodieu et al. 2017).
  • Un equipo del IAC ha detectado el decaimiento extremadamente rápido del período orbital del sistema binario de rayos X con agujero negro (BHXB) Nova Muscae 1991. No existe un modelo evolutivo estándar capaz de explicar tal velocidad de decaimiento, lo que tiene fuertes implicaciones en la evolución y vida útil de este tipo de sistemas (González Hernández et al. 2017).
  • Descubrimiento de un nuevo miembro L5 del cúmulo de las Hyades con actividad cromosférica detectada gracias a espectroscopia con GTC/OSIRIS (Perez-Garrido et al. 2017).
  • La base de datos espectroscópica IACOB de estrellas OB permitió el descubrimiento del decaimiento del campo magnético asociado con la evolución de las estrellas masivas (Schneider et al., 2016). Este catálogo proporcionó también las observaciones para un estudio pionero sobre la macro-turbulencia que ensancha las líneas en las estrellas OB (Simón-Díaz et al., 2017; Godart et al., 2017).
  • Investigadores del IAC han determinado las propiedades físicas de una muestra de casi 200 estrellas masivas en una región de formación estelar, 30 Dor, en la Gran Nube de Magallanes, que es testigo de la formación estelar más intensa jamás observada entre aquellas en las que las estrellas individuales pueden ser resueltas (Sabin-Sanjulian et al., 2017; Ramirez-Agudelo et al., 2017). Las investigaciones hasta la fecha muestran que es necesario mejorar los modelos de evolución estelar para las estrellas masivas, así como los modelos de vientos radiativos.
  • El IAC dirigió un estudio en el que se descubrieron 44 nuevas estrellas masivas, 11 de ellas de tipo O, en la constelación del Cisne (Berlanas et al., in preparation).

 

Resultados previos (2012 - 2015)

MINECO
IAC
Contacto: severoochoa@iac.es
Instituto de Astrofisica de Canarias. C/ Via Láctea s/n 38200, La Laguna. Islas Canarias. España.
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