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 e Interestelar: comprender la física y el ciclo de vida de las estrellas, desde las más masivas y luminosas hasta las enanas marrones menos luminosas que hacen de puente con el dominio planetario; así como la interacción con el material interestelar y circunestelar en diferentes entornos y etapas de la evolución estelar.

    Objetivos específicos 2020-2023:

    • Proporcionar restricciones observacionales a las teorías de evolución de las binarias compactas, a los modelos de formación de agujeros negros y estrellas de neutrones, y a los procesos físicos que impulsan los fenómenos de acreción/emisión en las binarias compactas que interactúan.
    • Proporcionar una descripción empírica de las propiedades de las estrellas masivas, desde las protoestrellas hasta las supernovas de colapso del núcleo y los progenitores de los emisores de ondas gravitacionales, utilizando datos de alta calidad procedentes de grandes estudios espectroscópicos modernos como IACOB, OWN y WEAVE-SCIP, que se complementarán oportunamente con los datos de las misiones espaciales TESS y Gaia.
    • Descubrir y caracterizar nuevas estrellas extremadamente pobres en metales formadas en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang. El descubrimiento se realizará mediante la explotación de grandes bases de datos espectroscópicas, como SDSS, LAMOST, WEAVE, DESI, así como fotométricas como LSST.
    • Comprender las rutas de formación de nanocarbonos complejos, como los fullerenos y los grafenos, alrededor de estrellas evolucionadas similares al Sol, y su supervivencia en nubes moleculares y discos protoplanetarios, utilizando un enfoque altamente interdisciplinario que incluya la astronomía, la astroquímica de laboratorio, la ciencia avanzada de los materiales y la química cuántica, entre otros.
    • Estudiar la conexión entre los espectros integrados de las regiones HII locales y su estructura interna resuelta. Comprender la relación entre las nebulosas planetarias y la evolución posterior a la envoltura común. Recopilar y analizar series temporales espectroscópicas y fotométricas y espectroscopia 2D.
    • Aplicar técnicas astrosísmicas para estudiar la estructura interna y la dinámica a lo largo de la evolución de las estrellas de tipo solar desde la Secuencia Principal hasta la Rama de las Gigantes Rojas. La alta cadencia de datos fotométricos ininterrumpidos procedentes de las misiones espaciales TESS, Kepler y K2, así como la espectroscopia de series temporales en tierra obtenida con la red de telescopios SONG serán de vital importancia para este objetivo.
    • Buscar y caracterizar las estrellas enanas ultrafrías y los objetos subestelares con técnicas complementarias como los tránsitos, la velocidad radial y las imágenes directas para restringir los modelos de formación y evolución utilizando los datos de las misiones Euclid y Gaia.

    Para ver los objetivos específicos anteriores, visite: web SO-IAC 2016-2019

    Coordinador
    Personal

    Resultados científicos 2020-2023:

    • Espectroscopia 2D de nebulosas planetarias. Se han obtenido por primera vez espectros de campo integral profundo de tres nebulosas galácticas con grandes discrepancias de abundancia con el espectrógrafo MUSE en el VLT. Los mapas de las condiciones físicas, las abundancias iónicas y la discrepancia de abundancias confirman que en el interior de estas nebulosas coexisten al menos dos fases distintas de gas con diferentes condiciones físicas, con la fase de gas frío más concentrada en el centro que la cálida. Mostramos la importancia de una cuidadosa evaluación de la contribución relativa de cada componente del gas a la emisión total de H I observada (así como la contribución de la recombinación) cuando se derivan las abundancias químicas en estos objetos extremos. García-Rojas et al. MNRAS, 2022, 510, 5444.
       
    • Detecciones de oscilaciones de tipo solar en enanas y subgigantes con Keple. Buscamos nuevas detecciones de oscilaciones de tipo solar en estrellas de secuencia principal y subgigantes observadas por la misión Kepler durante su fase de estudio. Utilizando la última versión de los datos (DR25) con correcciones mejoradas de las curvas de luz, actualizamos la lista de estrellas con oscilaciones de tipo solar detectadas a 624 estrellas. Caracterizamos los parámetros sísmicos globales y estimamos las masas y los radios con relaciones de escala sísmica para 99 nuevas estrellas. La comparación con los radios de Gaia obtenidos a partir de las paralajes muestra un buen acuerdo con alguna discrepancia de hasta ~12%. Esto representa el mayor catálogo de estrellas de secuencia principal y subgigantes de tipo solar caracterizadas sísmicamente y observadas por la misión Kepler. Mathur et al. A&A, 2022, 637, 31.
       
    • Una nueva clase de estrellas. Se han descubierto por primera vez estrellas ricas en fósforo con un patrón de abundancia química extremadamente peculiar. Las estrellas ricas en fósforo desafían los modelos de nucleosíntesis estelar y sus progenitores representan un nuevo lugar cósmico para la síntesis de especies pesadas ricas en neutrones. El descubrimiento de estrellas muy ricas en fósforo podría ayudar a comprender el enigmático origen de uno de los cinco elementos esenciales para la vida en la Tierra. Masseron et al. 2020, NatCo, 11, 3759; 2020, ApJ, 904L, 1.
       
    • Nuevas restricciones sobre la masa mínima para la combustión termonuclear de litio en enanas marrones. Nuestro objetivo es poner a prueba la teoría de la evolución de los objetos de masa subestelar mediante observaciones de Li en enanas marrones con masas dinámicas medidas a partir de los movimientos orbitales. Los dos resultados principales son la detección de Li en el objeto subestelar más frío de la historia (de tipo T3.5) utilizando OSIRIS@GTC, y la determinación de un límite claro para el agotamiento o la preservación del Li, situado en 51,5 masas de Júpiter, que es un 10% inferior a las predicciones teóricas más avanzadas. Martín et al. MNRAS, 2022, 510, 2841.
       
    • Una enana blanca con atmósfera de helio y gran cantidad de trazas de hidrógeno en proceso de digerir un planetesimal rocoso. La química de los exoplanetas puede deducirse del análisis de la contaminación metálica observada en las fotosferas de cientos de enanas blancas (WD) causada por la acreción de planetesimales. Sin embargo, su caracterización es más difícil si la fotosfera de las WD está dominada por el He. En este trabajo, ponemos a prueba las técnicas actuales y determinamos los parámetros de la fotosfera de una de estas WD utilizando un método novedoso. Sorprendentemente, este WD dominado por el He y contaminado por metales muestra trazas de H que relacionamos con la acreción previa de restos planetarios ricos en agua. Además, nuestros resultados muestran que la abundancia química del planetesimal principal acrecionado se asemeja a la observada en las condritas CI o en la Tierra. Izquierdo et al. 2021, MNRAS, 501, 4276.
       
    • Acceso al interior de las estrellas masivas utilizando TESS e IACOB. Este estudio sirve para ilustrar el brillante futuro que tenemos por delante para realizar astrosismología de grandes muestras de estrellas galácticas de gran masa combinando la magnífica calidad de la fotometría espacial proporcionada por la misión TESS y la espectroscopia terrestre de alta resolución recogida por los sondeos IACOB y OWN. En este trabajo investigamos la variabilidad pulsátil en una muestra de 98 estrellas masivas de tipo OB incluidas en los 13 primeros sectores de TESS, deducimos los diversos orígenes de la variabilidad detectada a nivel de mmag en todas ellas, e identificamos las estrellas más prometedoras para una futura modelización astrosísmica más profunda. Burssens, Simón-Díaz et al. 2020, A&A 639, 81.
       

    Resultados científicos 2016-2019

    Resultados científicos 2012-2015

     

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