Buscas por estrelas jovens: Variabilidade e Binaridade

• Main Author: Marcelo Medeiros Guimaraes
• Other Authors: Luiz Paulo Ribeiro Vaz
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2008
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-7N3JDN

=== In the attempt of increasing our knowledge about young stars, we performed three large scale surveys of two star forming regions, namely the Orion Nebula and the young OB association known as Cygnus OB2. The first survey was made with the Advanced Camera for Surveys (ACS) onboard the Hubble Space Telescope. We used a narrow band filter, centered in the wavelength of the H line, to map the region around the center of the Orion Nebula Cluster. Our main goal is to use the high resolution of the ACS (0.¡ä¡ä05 per pixel) to detect new visual binaries. We set the separation limit between the components of the system (0.¡ä¡ä15 to 1.¡ä¡ä5) using completeness tests and the probability of chance alignment. After a minute analysis of each system detected in our sample, we reached our goal and also observed clear evidence of the dynamical evolution of these systems in the Orion Nebula Cluster. We discovered 55 new visual binary systems within a total of 72 binaries and 3 triple systems. We determined a binary frequency of (8.8¡À1.1)% for the Orion Nebula Cluster, which is 1.5 times smaller than the frequency for the field and 2.2 times smaller than for the loose T associations. This was an already known fact but was based on small number statistics, while our results are based on more significant numbers. The ratio between wide and close binaries has a significant increase at 460¡ä¡ä from the center of the cluster, assumed to be the star 1 OriC. Our analysis indicates that this is clear evidence of the dynamical evolution of the Orion Nebula Cluster, which happens through the destruction of wide binaries, after few passages through the cluster¡¯s potential well. A byproduct of our survey is the detection of substellar candidates. We determined the double nature of the object known as COUP1061, which is classified in the literature as a brown dwarf. This finding implies that COUP1061 is a binary system where both components are brown dwarfs, separated by ¡«100 AU. In order to perform the second and third surveys we made use of the Wide Field Camera of the United Kingdom Infrared Telescope. We observed the Orion Nebula and Cygnus OB2 with near infrared filters, JHK. Our objective with these photometric surveys is to determine the population of variable stars in these star forming regions. Using statistical indices we can separate and classify the variable stars into different groups. Because these photometric surveys cover large areas in the sky we developed special routines to deal with the catalogs, which are composed of thousands and sometimes hundreds of thousands of objects. The Orion Nebula was observed during 101 nights, covering 178 days. We performed short exposures (2 seconds long) once each night. Long cataloging and calibration processes were necessary until a satisfying dataset was ready to be used in the search for variable stars. Using statistical indices we were able to discover new eclipsing binary candidates and star with variability due to pulsation or rotation. A long analysis process is still necessary to exhaust the huge amount of information obtained in this survey. === Com o intuito de aumentar nosso conhecimento sobre estrelas jovens, realizamos três levantamentos de larga escala, em duas regiões de formação estelar, a Nebulosa de Órion e a associação de estrelas OB conhecida como Cygnus OB2. O primeiro levantamento foi feito com a .Advanced Camera for Surveys . ACS. a bordo do telescópio espacial Hubble. Utilizamos um filtro estreito, centrado no comprimento de onda da linha H-alfa, para mapear a região ao redor do centro da Nebulosa de Órion. Nosso principal objetivo é utilizar a alta resolução da ACS (0".05 por pixel) para detectar novos sistemas binários visuais. Estabelecemos limites para a separação entre as componentes dos sistemas binários (0".15 até 1".5) utilizando testes de completeza da amostra e testes de probabilidade de projeção na linha de visada. Após um minucioso estudo de cada sistema detectado em nossa amostra, conseguimos atingir nosso objetivo e observamos indícios claros da evolução dinâmica desses sistemas binários na Nebulosa de Órion. Descobrimos 55 novos sistemas binários visuais em uma amostra de 72 sistemas binários e 3 sistemas triplos. Determinamos uma frequência de binárias de 8.8% na Nebulosa de Órion, um valor 1.5 vezes menor do que para o campo estelar e 2.2 vezes menor do que em associações T. Esse já era um fato conhecido, mas baseado em estatísticas de poucos números, ao contrário dos nossos resultados, que foram obtidos com a utilização de uma amostra estatística significativa. A razão entre o número de sistemas com separação grande e pequena aumenta significativamente a partir de 460" do centro do aglomerado. Esse fato, segundo nossa análise, é um indício da evolução dinâmica do aglomerado, que acontece através da destruição dos sistemas binários com grandes separações, após algumas passagens pelo poço de potencial gravitacional do centro do aglomerado. Um sub-produto da nossa análise é a detecção de candidatos a objetos sub-estelares (anãs marrons). Determinamos a natureza dupla do objeto COUP1061, classificado na literatura como uma anã marrom. Essa descoberta implica que o objeto COUP1061 é um sistema binário composto por duas anãs marrons, separados por aproximadamente 100 unidades astronômicas. Os demais levantamentos foram feitos com a .Wide Field Camera. do .United Kingdom Infrared Telescope.. Observamos a Nebulosa de Órion e Cygnus OB2, na região do infravermelho próximo, nas bandas J, H e K. O objetivo desses levantamentos fotométricos é determinar a população de estrelas variáveis dessas regiões de formação estelar. Através do uso de índices estatísticos as estrelas variáveis podem ser classificadas em seus diferentes grupos. Por se tratarem de levantamentos fotométricos de áreas grandes, desenvolvemos rotinas especiais para lidar com os catálogos, compostos por dezenas e algumas vezes centenas de milhares de objetos. A Nebulosa de Órion foi observada por 101 noites. Um longo processo de catalogação e calibração foi necessário até se obter um conjunto de dados que pode ser utilizado para a busca de estrelas variáveis. Através da aplicação de índices estatísticos conseguimos descobrir novas candidatas a binárias eclipsantes e estrelas com variabilidade causada por pulsações ou por rotação. Um longo processo de análise é ainda necessário para exaurir a enorme quantidade de informação presente nesse levantamento. A análise preliminar dos dados para Cygnus OB2 nos permitiu descobrir 6 glóbulos cometários de pequena escala. Essa descoberta é uma forte evidência do processo de formação estelar recente nessa região. Também foi possível detectar 4 fontes infravermelhas, aparentemente jovens e que possivelmente estão localizados a distâncias maiores do que a associação Cygnus OB2. Determinamos a natureza dupla da fonte infravermelha IRAS 20304+4059 que é classificada na literatura como possível proto-estrela.