Este trabajo intenta responder a lo que fue la "pregunta científica" de mi tesis de doctorado: "Cual es la edad de las estrellas del halo de la Vía Láctea?" Si bien las estrellas del halo corresponden a menos de un 1% del total de la Galaxia, son las más viejas y por tanto nos dan información de sus orígenes. Determinar edades es una tarea difícil, ya que ciertos aspectos de los modelos de evolución estelar son muy poco entendidos y no es posible restringirlos cuando los observables tienen errores muy grandes. Las estrellas del halo son lejanas y débiles, lo que hace que sus brillos intrínsecos - o indicadores de distancias - no sean conocidos, y, por lo tanto, las edades tampoco. Determinar con precisión la edad de estas primeras y distantes estrellas de la Galaxia de una manera individual es casi imposible.
En el trabajo de mi doctorado tomamos ventaja de los actuales grandes catálogos de estrellas, en particular del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), que contiene cientos de miles de estrellas del halo, y determinamos edades de manera estadística, considerando poblaciones estelares. Encontré que el halo está compuesto principalmente de una población dominante, donde estas estrellas son viejas y se formaron durante el tiempo que la Galaxia estaba colapsando, junto con los primeros cúmulos globulares. Logré también identificar una minoría de estrellas que parecen mas jóvenes, confirmando que algunas vienen de pequeñas galaxias y fueron atraídas por la Vía Láctea después de su formación.
Finalmente, este trabajo permitió estudiar el mecanismo de difusión atómica de helio en los modelos de evolución estelar. Este mecanismo consiste en que el helio tiende a hundirse hacia el centro de la estrella debido a que su peso es mayor que el de hidrógeno, desplazando a este último fuera del núcleo. Esto deja a la estrella con menos combustible y por tanto con menor tiempo en la secuencia principal. Usando modelos de evolución sin difusión atómica, las edades de las estrellas del halo resultan mayores que la edad del Universo. Este ultimo resultado es un argumento fuerte a favor de difusión atómica, un mecanismo cuyo efecto en el interior de estrellas viejas es fuente de debate.
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| Fig. 1: Diagrama de edad-metalicidad de la población dominante en las estrellas del halo obtenidas con el SDSS. En el panel A, la línea negra continua muestra el resultado obtenido con modelos evolutivos sin difusión, mientras que la línea roja discreta muestra el resultado obtenido considerando difusión. El panel B muestra la diferencia de edad como función de la metalicidad entre resultados obtenidos con y sin difusión atómica. |
La figura resume el trabajo con un diagrama de edad-metalicidad de la población dominante en las estrellas del halo. En el Panel A podemos ver que la diferencia de los modelos de evolución con (linea roja) y sin (linea negra) difusión atómica es de aproximadamente 4 Gyr (109 años), independiente de la metalicidad, y tampoco hay un gradiente notable en la edad como función de la metalicidad, sugiriendo que en los comienzos de la Galaxia hubo una historia de formación estelar muy rápida. Finalmente, la relación de edad-metalicidad para el caso no difusivo entrega edades entre 16-18 Gyr, que es imposible dado que el Universo tiene solamente 13.7 Gyr. Concluimos con que la mayoría de las estrellas del halo nacieron 10-12 Gyr atrás.
"The age of the Milky Way halo stars from the Sloan Digital Sky Survey"
P. Jofre & A. Weiss
A&A 533, A59 (2011) - ArXiv:1105.2022
Resumen (en inglés, después del salto - compartir & comentar)
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