Caracterização e evolução estrutural de aglomerados abertos da galáxia

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Francisco Ferreira de Souza Maia
• Orientador(a): Joao Francisco Coelho dos Santos Junior
• Banca de defesa: Gabriel Armando Pellegatti Franco, Daniela Borges Pavani, Wilton da Silva Dias
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Física
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/MPDZ-8TXJCK

Aglomerados abertos são excelentes ferramentas para a investigação de um grande número de fenômenos astrofísicos. Enquanto jovens, o gás e a poeira remanescente de sua formação dificultam a identificação da população estelar emergente. Os aglomerados que se mantêm coesos após a ejeção do gás e poeira de sua nuvem natal, sobrevivem no disco Galáctico, perdendo gradualmente sua população estelar devido a forças externas e de sua própria evolução dinâmica, até serem dispersados. Nestes estágios, o pequeno número de estrelas restantes no alvo e a variabilidade espacial da população estelar do disco são os fatores limitantes na identificação e caracterização destes aglomerados. A contaminação da população estelar do alvo por estrelas de campo é uma dificuldade constante no estudo dos aglomerados abertos. Neste sentido, desenvolvemos um método capaz de separar as estrelas pertencentes a um aglomerado das estrelas de campo, baseado nas diferenças fotométricas entre estas populações. Testado sobre aglomerados reais bem estudados e sobre um aglomerado simulado, o método apresentou resultados consistentes, independentemente das propriedades físicas do alvo e do campo onde está imerso, já que foi possível obter uma região de convergência de parâmetros comum a todos os alvos. Sua eficiência, entretanto, depende da seleção de uma amostra de campo representativa da população de campo na região do aglomerado, em termos da distribuição de estrelas no diagrama cor-magnitude. Visando contribuir para um melhor entendimento da evolução dos aglomerados abertos, selecionamos para estudo dois alvos em estágios evolutivos muito distintos. NGC1981 é um aglomerado estelar jovem que, apesar de ainda exibir poeira e gás restantes de sua formação e várias estrelas massivas, apresenta sinais de estar se dissolvendo. Ao contrário, ESO442SC04 apresenta apenas uma pequena sobredensidade estelar sobre o campo e não possui qualquer indício em sua população estelar que permita distinguí-lo prontamente da população de campo. A investigação de NGC1981, utilizando o método de descontaminação fotométrico, revelou uma rica população de estrelas na pré-sequência principal associada ao aglomerado, pela primeira vez detectada. A partir do ajuste de isócronas de metalicidade solar em diagramas cor-magnitude, construídos em bandas ópticas e infravermelhas, determinamos sua idade t = 5 ±1 Manos, distância d = 380 ± 17 pc e avermelhamento E(B-V) = 0,07 ± 0,03. A análise de seus parâmetros estruturais, obtidos por ajustes de funções de King, revelou um n´ucleo de estrelas compacto (RC = 0,09 ± 0,04 pc) mas pouco denso (0 = 2,4 ± 1,3 estrelas/arcmin), e apresentando um raio limite de Rlim = 1,21 ± 0,11 pc. O tempo de relaxação, calculado a partir da cinemática de suas estrelas, trelax = 0,42 M anos, mostra que o aglomerado teve tempo de evoluir dinamicamente, levando a um possível colapso de seu núcleo e a evaporação de estrelas. De fato, a distribuição de massa do aglomerado mostra uma depleção de estrelas de baixa massa, quando comparada à função de massa de Salpeter. A massa total calculada é pequena (M = 137 ± 14 M), e as energias cinética e potencial calculadas para as estrelas dentro do raio limite indicam que o sistema é desligado gravitacionalmente. No estudo detalhado da população estelar de ESO442SC04, combinamos dados fotométricos (2MASS e SOI/SOAR), dados cinemáticos (UCAC3) e espectroscopia (GMOS-Gemini) das estrelas na região central do alvo. A análise do perfil de densidade estelar confirma a presença de um núcleo compacto de estrelas com uma clara sobredensidade estelar em relação ao campo. Nos diagramas cor-magnitude estas estrelas se distinguem do campo adjacente, imitando a população de um aglomerado velho e pouco populoso. Verificamos, contudo, que a análise da cinemática das estrelas na região do alvo não revela uma população com movimentos próprios coesos em meio às flutuações do movimento da população do disco Galáctico. Além disso, os parâmetros estelares derivados dos espectros mostraram grande heterogeneidade, particularmente entre as estrelas mais brilhantes. Por fim, a distribuição das estrelas mais vermelhas no diagrama cor-cor se distingue daquela das estrelas mais azuis, sugerindo que elas pertençam a populações distintas.Concluímos que NGC1981 é um aglomerado aberto jovem prestes a se dissipar. A recente expulsão do gás restante de sua formação aliado a sua reduzida população estelar geraram um potencial gravitacional reduzido, incapaz de manter coesa a sua população estelar. Desvendamos a natureza física do objeto ESO442SC04 que apesar das semelhanças com um remanescente de aglomerado aberto, trata-se de um asterismo. Ressaltamos porém, que a análise de objetos desta classe pode ser enganosa se baseada apenas em dados fotométricos ou do movimentos próprios.