Evolución estelar y pulsaciones de estrellas de baja masa de la Secuencia Principal

Abstract

Las estrellas variables son objetos magníficos para explorar el interior estelar y someter a prueba teorías de evolución estelar mediante la astrosismología. La astrosismología es una potente herramienta de la astrofísica estelar que permite obtener información valiosa de una dada población estelar, como la masa estelar, la estructura interna, la metalicidad, la distancia, la velocidad de rotación, etc, mediante la comparación de observaciones y el modelado de las pulsaciones estelares. Las estrellas variables delta Scuti (DSC) y gamma Doradus (GDR) yacen en una de las más complejas e interesantes regiones del diagrama Hertzsprung-Russell (H-R), la parte inferior de la banda clásica de inestabilidad y su intersección con la Secuencia Principal (SP), hacia temperaturas comprendidas entre 6700 K y 8500 K. La complejidad y el interés de esta región reside en el gran número de diversas familias de estrellas variables transitando diferentes estadios evolutivos: la pre-SP, la SP y la post-SP. Históricamente, las variables DSC son reconocidas por presentar pulsaciones en un rango de altas frecuencias, correspondientes principalmente a modos radiales y no radiales de presión (p) de bajo e intermedio orden radial (n). Por otra parte las estrellas GDR se distinguen por exhibir pulsaciones en un rango bajo de frecuencias, correspondientes a modos de gravedad (g) de alto orden radial. La banda de inestabilidad de estas estrellas se superpone parcialmente en una región en la cual encontramos a las variables denominadas híbridas DSC-GDR. Estas estrellas poseen un excelente potencial astrosismológico, dado que exhiben simultáneamente modos de oscilación p y g, los cuales permiten explorar las capas externas y a su vez el núcleo, respectivamente, abarcando por completo su estructura interna. En esta tesis, explotamos el potencial astrosismológico de las variables híbridas DSC-GDR, haciendo uso de herramientas numéricas de última generación para modelar la evolución estelar y la estructura interna de estas estrellas, como así también el espectro de frecuencias. Además, llevamos a cabo un análisis exhaustivo de la curva de luz y el espectro de frecuencias de una estrella híbrida DSC-GDR con actividad superficial a partir de los datos proporcionados por la misión CoRoT. Algunos resultados importantes de este trabajo son la determinación de los parámetros estelares de cinco estrellas híbridas DSC-GDR y el descubrimiento de la primer estrella híbrida DSC-GDR con manchas reportada hasta el momento. Existe además otro tipo de estrellas variables con características espectroscópicas muy similares a las DSC y GDR que pueblan parcialmente la región del diagrama Teff-log g donde se hallan usualmente estas estrellas. Este tipo de variables descubierto recientemente, lo conforman los progenitores de enanas blancas de masa extremadamente baja (o pre-ELMV de sus siglas en inglés) cuyo rango de frecuencias se superpone parcialmente con el de las DSC. La presencia de pre-ELMV en esta región aumenta la diversidad de variables y hace más compleja la correcta clasificación de estrellas en esta región. En esta tesis, brindamos además herramientas astrosismológicas para distinguir entre las variables DSC y los progenitores de las enanas blancas de masa extremadamente baja.