Estudio de la variación de la línea de las ápsides en sistemas binarios masivos

Abstract

A pesar de su importancia en los procesos de formación de estrellas y planetas, así como en la estructura física, química y morfológica de las galaxias, varios parámetros astrofísicos fundamentales de las estrellas de gran masa son hasta ahora muy poco conocidos, y el primero de ellos es justamente la masa. En esta tesis intentamos incrementar el conocimiento de estas estrellas, y en especial de su masa, mediante el estudio del movimiento de la línea de las ápsides de sus órbitas, también conocido como movimiento apsidal o precesión orbital. Nuestra atención se centró en todos los sistemas binarios tipo O+OB conocidos, con soluciones orbitales excéntricas publicadas, y observables con el instrumental disponible desde el hemisferio sur. Mediante una búsqueda bibliográfica encontramos 17 sistemas con estas características. Recolectamos 853 espectros de alta resolución de dichos sistemas, obtenidos desde CASLEO haciendo uso de turnos otorgados especialmente para esta tesis, y también desde Las Campanas Observatory y ESO - La Silla en Chile, en el marco del relevamiento OWN Survey. Medimos las velocidades radiales de las componentes de los sistemas y simultáneamente separamos sus espectros, mediante una técnica conocida como disentangling. Clasificamos espectralmente esas componentes y medimos su velocidad de rotación proyectada. Ajustamos nuevas soluciones orbitales a todos los sistemas utilizando las velocidades radiales medidas. Comparamos los elementos orbitales actuales con los anteriores y encontramos 2 casos con períodos incorrectos, y 2 con órbitas circulares, no excéntricas. Detectamos cambios, con diferentes grados de certeza, en la longitud del periastro de las órbitas de los restantes 13 sistemas. En 8 de esos sistemas pudimos detectar claramente movimiento apsidal y ajustamos nuevas soluciones orbitales, que consideran este movimiento, utilizando nuestras medidas de velocidad radial junto con todas las publicadas anteriormente. De este modo, obtuvimos la velocidad del movimiento apsidal en ellos. En los otros 5 sistemas encontramos indicios de movimiento apsidal, y calculamos un primer valor tentativo de su velocidad, que deberá ser confirmado con estudios posteriores. Descubrimos que uno de los sistemas estudiados (HD165052), presenta el movimiento apsidal más rápido conocido hasta el momento para un sistema binario O+OB. Usando la velocidad del movimiento apsidal y modelos de evolución estelar, con el método del movimiento apsidal calculamos las masas de las estrellas componentes de 7 sistemas binarios de gran masa, las cuales se encuentran dentro de los rangos determinados previamente para sus tipos espectrales. En 3 de estos sistemas, que eran eclipsantes, las diferencias entre las masas obtenidas por el método tradicional y por el método del movimiento apsidal están entre el 1 y el 15%. De este modo, mostramos que el estudio del movimiento apsidal puede aportar nuevos conocimientos sobre parámetros astrofísicos fundamentales de las estrellas masivas y, especialmente, sobre sus masas.