Poblaciones Estelares en Galaxiaswebs.ucm.es/info/Astrof/users/fjg/Poblaciones/poblaciones1.pdf · 2. Evolución estelar zPoblaciones Estelares en Galaxias 3. Poblaciones estelares

11/04/200511/04/2005 Poblaciones Estelares en GalaxiasPoblaciones Estelares en Galaxias 11

PoblacionesPoblaciones EstelaresEstelares(en (en galaxiasgalaxias y y ccúúmulosmulos estelaresestelares))

CursoCurso de de doctoradodoctoradoJavier Javier GorgasGorgas, Javier Cenarro y , Javier Cenarro y

NicolNicolááss CardielCardiel

2211/04/200511/04/2005 Poblaciones Estelares en GalaxiasPoblaciones Estelares en Galaxias

PoblacionesPoblaciones EstelaresEstelares1.1. IntroducciIntroduccióónn2.2. EvoluciEvolucióónn estelarestelar

PoblacionesPoblaciones EstelaresEstelares en en GalaxiasGalaxias3.3. PoblacionesPoblaciones estelaresestelares en en galaxiasgalaxias del del GrupoGrupo LocalLocal4.4. SSííntesisntesis empempííricarica de de poblacionespoblaciones5.5. ModelosModelos de de ssííntesisntesis evolutivaevolutiva6.6. PoblacionesPoblaciones estelaresestelares en en galaxiasgalaxias elelíípticaspticas7.7. ElElíípticaspticas a alto a alto corrimientocorrimiento al al rojorojo

CCúúmulosmulos EstelaresEstelaresPrPráácticascticas


1 1 -- IntroducciIntroduccióónn1. El concepto de población estelar

2. Antecedentes históricos

a) Walter Baade (1944)

b) Interpretación de las poblaciones de Baade

c) La conferencia del Vaticano

d) Dificultades al modelo simple

3. Representación esquemática de las poblaciones estelares

a) El criterio simple de Baade

b) Clasificación unidimensional

c) Clasificación bidimensional

d) Representación tridimensional (cajas de poblaciones)


1 1 -- IntroducciIntroduccióónnBaade (1944) PoblacionesPoblaciones EstelaresEstelares

El El contenidocontenido estelarestelar de de diferentesdiferentes galaxiasgalaxias (o (o subsistemassubsistemas) ) puedepuedeser ser diferentediferente..

POBLACIPOBLACIÓÓN ESTELAR:N ESTELAR: ConjuntoConjunto de de estrellasestrellas con con edadesedades, , composicionescomposicionesququíímicasmicas y y cinemcinemááticatica similaressimilares

ObjetivoObjetivo:: EstudiarEstudiar la la historiahistoria y y evolucievolucióónn galgaláácticactica

Cinemática

Tipo de estrellas Situación en la Galaxia

Tipo de variables

Esquema original de Baade:

• Población I (galaxias Irr)

• Población II (galaxias Es)

(relacionado con la clasificaciónde galaxias)

Situación real más compleja:

• Las galaxias están compuestas pordiferentes subsistemas con diferenteslocalizaciones y cinemática

(¿con diferentes edades y metalicidades?)


AntecedentesAntecedentes histhistóóricosricos

BaadeBaade (1944, ApJ, 100, 137)(1944, ApJ, 100, 137)Las Las estrellasestrellas del del bulbobulbo de M31 (+ M32 y NGC 205) son de M31 (+ M32 y NGC 205) son similaressimilares a a laslas estrellasestrellas mmáássbrillantesbrillantes de de loslos ccúúmulosmulos globularesglobulares, y , y diferentesdiferentes a a laslas estrellasestrellas de la de la vecindadvecindad solarsolar

• Tipo I(O,B; vecindad solar, cúmulosabiertos)

• Tipo II(cúmulos globulares, bulbo de M31)

Tipo II

Clasificación de Oort (1926) basada en la cinemática:

• Baja velocidad Tipo I• Alta velocidad Tipo II

Tipo I


AntecedentesAntecedentes histhistóóricosricosDiagramasDiagramas HH--R de R de ccúúmulosmulos galgaláácticoscticos ((SandageSandage & Schwarzschild 1952)& Schwarzschild 1952)

VariaciVariacióónn en en loslos puntospuntos de de girogiro de la de la secuenciasecuencia principal (SP)principal (SP)

DiferenciasDiferencias en en edadedad

PrimerasPrimeras trazastrazas evolutivasevolutivas (Hoyle & Schwarzschild 1955) (Hoyle & Schwarzschild 1955) (de SP a RG)(de SP a RG)Las Las trazastrazas evolutivasevolutivas dependendependen de la COMPOSICIde la COMPOSICIÓÓN QUN QUÍÍMICAMICA

Para Para ccúúmulosmulos galgaláácticoscticos ((ejej. M67). M67) metalicidad solarmetalicidad solarPara Para ccúúmulosmulos globularesglobulares 1/100 de la metalicidad solar1/100 de la metalicidad solar

Las Las gigantesgigantes de de altaalta velocidadvelocidad tienentienen bandasbandas ddéébilesbiles de CNde CNDe De acuerdoacuerdo con con loslos estudiosestudios espectroscespectroscóópicospicos de de ccúúmulosmulos globularesglobulares

TeorTeorííaa de la de la nucleosnucleosííntesisntesis ((cosmologcosmologííaa del del estadoestado estacionarioestacionario))Se Se explicanexplican laslas diferenciasdiferencias en metalicidad en en metalicidad en relacirelacióónn con la con la edadedadBases de la EVOLUCIBases de la EVOLUCIÓÓN GALN GALÁÁCTICA (CTICA (generacionesgeneraciones estelaresestelares))


AntecedentesAntecedentes histhistóóricosricosConferenciaConferencia del del VaticanoVaticano ((““Stellar PopulationsStellar Populations””, 1958), 1958)

PROPIEDADESPROPIEDADES POBLACIPOBLACIÓÓN IN I POBLACIPOBLACIÓÓN IIN II

DiagramaDiagrama HRHR CCúúmulosmulos galgaláácticoscticos CCúúmulosmulos globularesglobulares

LocalizaciLocalizacióónn DiscoDisco HaloHalo

VelocidadesVelocidades BajasBajas AltasAltas

ÓÓrbitasrbitas PlanasPlanas y y circularescirculares InclinadasInclinadas y y excexcééntricasntricas

MateriaMateria interestelarinterestelar AsociadaAsociada No No asociadaasociada

EdadEdad JovenJoven (y (y viejavieja)) ViejaVieja

MetalicidadMetalicidad AltaAlta BajaBaja

Clasificación demasiado simplista


AntecedentesAntecedentes histhistóóricosricosConclusionesConclusiones de la de la ConferenciaConferencia del del VaticanoVaticano

11 PoblaciPoblacióónn II del haloII del haloSubenanasSubenanas; ; ccúúmulosmulos globularesglobulares; RR ; RR LyraeLyraecon T > 0.4 con T > 0.4 ddííasas

22 PoblaciPoblacióónn II II intermediaintermediaV(zV(z) > 30km/s; Variables de largo ) > 30km/s; Variables de largo periodoperiodo (T (T < 250 < 250 ddííasas); ); estrellasestrellas anterioresanteriores a M5a M5

33 PoblaciPoblacióónn II del discoII del discoNNúúcleocleo galgaláácticoctico; GR ; GR brillantesbrillantes; ; nebulosasnebulosasplanetariasplanetarias; RR ; RR LyraeLyrae con T < 0.4 con T < 0.4 ddííasas; ; estrellasestrellas con con llííneasneas ddéébilesbiles

44 PoblaciPoblacióónn I I intermediaintermediaEstrellasEstrellas de de tipotipo A; A; enanasenanas M; M; estrellasestrellas con con llííneasneas intensasintensas

55 PoblaciPoblacióónn I I extremaextremaGas; Gas; estrellasestrellas jjóóvenesvenes en en brazosbrazos; ; supergigantes; supergigantes; cefeidascefeidas; ; estrellasestrellas T T TauriTauri


AntecedentesAntecedentes histhistóóricosricosDificultadesDificultades al al modelomodelo simple:simple:

Los Los espectrosespectros de M31 y Es de M31 y Es gigantesgigantes poseenposeen bandasbandas de CN de CN similaressimilaresa a laslas de la de la PoblaciPoblacióónn I (I (no son no son ddéébilesbiles) (Morgan & ) (Morgan & MayallMayall, 1957), 1957)

PoblaciPoblacióónn I I viejavieja óóPoblaciPoblacióónn II II ricarica en en metalesmetales

DiferenciasDiferencias en en composicicomposicióónn ququíímicamica dentrodentro de de unauna mismamisma poblacipoblacióónnDispersiDispersióónn en metalicidades en metalicidades (la (la razrazóónn enanas/gigantesenanas/gigantes eses mayor en Es mayor en Es queque en en ccúúmulosmulos globularesglobulares o la o la vecindadvecindad solar)solar)

IdentificaciIdentificacióónn de de estrellasestrellas con con llííneasneas anormalmenteanormalmente intensasintensas(super(super--metalmetal--rich)rich) ((SpinradSpinrad & Taylor, 1969)& Taylor, 1969)InterpretaciInterpretacióónn conflictivaconflictiva

No No existenexisten, en general, , en general, poblacionespoblaciones estelaresestelares simples. simples. ExistenExistenrangosrangos de de edadedad importanteimportante ((HistoriaHistoria de la de la formaciformacióónn estelarestelar))

La metalicidad es el parámetro principal


RepresentaciRepresentacióónn esquemesquemááticatica de de laslaspoblacionespoblaciones estelaresestelares

• Criterio de Baade: Clasificación unidimensional basada en variosparámetros (dos puntos)

tipo de galaxias

ROJO AZUL

E’s S, Irr’s

SI

NO

bajas

altas

Pob I

Pob IIVelocidades

estelaresgas y polvo

Color de la estrellamás brillante



• Interpretación por evolución estelar: Edad estelar y abundancia química

Edad →

Met

alic

idad

→

Pob I

Pob II

• Enriquecimiento químico

• Rango continuo de metalicidades

• Posibilidad de poblaciones intermedias



• Clasificación bidimensional: Pueden existir:

Estrellas viejas ricas en metales

Estrellas jóvenes pobres en metales

Evolución química: Variación en las historias de la formación estelar

SMC: lenta formación estelar (estrellasjóvenes y de baja metalicidad)

No puede existir un sistema (único, bienmezclado) con estrellas viejas y alta Z juntoa estrellas jóvenes y baja Z

III

edad

met

alic

idad

vieja joven

baja

alta

SMC

E’s

10 8 6

–2

–1

0

log edad (años)

log

[Fe/

H]

SMC

MWG



• Cajas de poblaciones (Hodge 1989): Hacen falta 3 variables:

Edad, metalicidad y ritmode formación estelar Evolución galáctica simple



• Cajas de poblaciones (Hodge 1989):

La Galaxia

Población II (cúm. glob.)Población I pura



• Cajas de poblaciones para galaxias enanas (Grebel 1998):

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