Primeros resultados del estudio observacional de estrellas masivas y centrales en cúmulos abiertos

Abstract

Los modelos teóricos muestran que las estrellas binarias y múltiples juegan un papel importante en la energética de los cúmulos estelares y por lo tanto en su evolución dinámica, en particular en cúmulos pobres dominados por una estrella masiva central. En este trabajo presentamos los resultados de un análisis espectroscópico, astrométrico y fotométrico de cuatro cúmulos abiertos jóvenes (UPK617, Markarian38, Alessi 19 y UPK38), que son parte de una muestra seleccionada de 43 cúmulos que poseen una o pocas estrellas centrales que son al menos una magnitud más brillantes que el resto de los miembros. Medimos velocidades radiales de las estrellas brillantes en espectros obtenidos en el Complejo Astronómico El Leoncito y analizamos la variabilidad fotométrica con datos de TESS. A partir de datos astrométricos y fotométricos de Gaia DR3 realizamos un análisis de membresía a los cúmulos, estimamos sus masas y edades. En los dos cúmulos más jóvenes encontramos que las estrellas centrales brillantes son sistemas binarios masivos. Específicamente la estrella HD 173003 de UPK38, es una binaria de líneas dobles de 7.9 d de período, mientras que la estrella HD 167287 en el cúmulo Markarian38 es una binaria de 12.1 d de período con una primaria supergigante azul. Por su parte, el cúmulo Alessi 19 tiene dos estrellas más masivas que el resto de los miembros, una de las cuales posee líneas anchas y la otra presenta una probable variabilidad en velocidad radial. Finalmente en UPK617, el cúmulo más viejo analizado, la estrella central (HD 139165) posee una alta rotación y es una pulsante lenta de tipo espectral B. Estas estrellas masivas podrían jugar un rol destacado en la evolución dinámica de los cúmulos, particularmente cuando se trata de agregados pobres, como es el caso de UPK 38, donde la binaria central contiene cerca del 40 % de la masa total del cúmulo.

Theoretical models show that binary and multiple stars play an important rol in the energetics of open clusters and therefore in their dynamical evolution, particulary in poor clusters dominated by one or a few central massive stars. In this work we present the results of our spectroscopic, astrometric and photometric analysis of four young open clusters (UPK 617, Markarian38, Alessi 19 y UPK 38), that are part of a selected sample of 43 clusters that have one or a few central stars that are at least one magnitude brighter than the rest of the members. We measure radial velocities of bright stars in spectra obtained at the Complejo Astronómico El Leoncito and we analyze photometric variability with data from TESS. Using astrometric and photometric data from Gaia DR3 we perform a membership analysis of the clusters, estimating their masses and ages. In the two youngest clusters we find that the bright central stars are massive binary systems. Specifically, the star HD 173003 in UPK 38 is a double-line binary with a period of 7.9 d, while star HD 167287 in the cluster Markarian38 is a binary with a period of 12.1 d with a blue supergiant primary. The cluster Alessi 19 has two stars that are more massive than the rest of the members, one of which has broad spectral lines and the other presents a probable variability in radial velocity. Finally, UPK 617 is the oldest cluster analyzed whose central star (HD 139165) has a high rotation and is a slow pulsating B-type star. These massive stars could play a prominent role in the dynamical evolution of clusters, particularly in the case of poor aggregates like UPK 38, whose central binary contains about 40% of the total mass of the cluster.