Identification and characterization of low mass stars and brown dwarfs using virtual observatory tools

Miriam Aberasturi Vega

Departamento de Astrofísica

Año 2015

Identificación y caracterización de estrellas poco masivas y enenas marrones con el observatorio virtual

Two thirds of the stars in our galactic neighborhood (d < 10 pc) are M-dwarfs which also constitute the most common stellar objects in the Milky Way. This property, combined with their small stellar masses and radii, increases the likelihood of detecting terrestrial planets through radial velocity and transit techniques, making them very adequate targets for the exoplanet hunting projects. Nevertheless, M dwarfs have associated different observational difficulties. They are cool objects whose emission radiation peaks at infrared wavelengths and, thus, with a low surface brightness in the optical range. Also, the photometric variability as well as the significant chromospheric activity hinder the radial velocity and transit determinations. It is necessary, therefore, to carry out a detailed characterization of M-dwarfs before building a shortlist with the best possible candidates for exoplanet searches. Brown dwarfs (BDs) are self-gravitating objects that do not get enough mass to maintain a sufficiently high temperature in their core for stable hydrogen fusion. They represent the link between low-mass stars and giant planets. Due to their low temperatures, BDs emit significant flux at mid-infrared wavelength which makes this range very adequate to look for this type of objects. The Virtual Observatory (VO) is an international initiative designed to help the astronomical community in the exploitation of the multi-wavelength information that resides in data archives. In the last years the Spanish Virtual Observatory is conducting a number of projects focused on the study of substellar objects taking advantage of Virtual Observatory tools for an easy data access and analysis of large area surveys. This is the framework where this thesis has been carried out. This dissertation addresses three problems in the framework of low-mass stars and brown dwarfs, namely, the search for brown dwarf candidates crossmatching catalogues (Chapter 4), the search for nearby bright M dwarfs and the subsequent spectroscopic characterization (Chapter 5), and a study of binarity in mid to late-T brown dwarfs (Chapter 6); the first two topics use Virtual Observatory tools…

Dos tercios de las estrellas que se encuentran en nuestra vecindad solar (d < 10 pc) son enanas de tipo espectral M, las cuales también constituyen los objetos más abundantes de la Vía Láctea. Esta característica, junto con el hecho de que son objetos con radios y masas pequeñas, hace que aumente la probabilidad de detectar planetas en zona de habitabilidad, haciendo de ellos objetos muy adecuados para proyectos de búsquedas de planetas extrasolares. Sin embargo, las enanas M tienen asociadas diferentes dificultades observacionales. Por un lado, son objetos fríos cuya máxima emisión electromagnética tiene lugar a longitudes de onda infrarroja y, por lo tanto, débiles en el óptico. Por otro lado, tanto la variabilidad fotométrica como la actividad cromosférica dificultan las detecciones de posibles exoplanetas por métodos de velocidad radial y de tránsito fotométrico. Por tanto, para poder construir una lista con los mejores candidatos para búsquedas de exoplanetas alrededor de enanas M, es necesario llevar a cabo previamente una caracterización detallada de las mismas. Las enanas marrones son objetos autogravitantes que no tienen la suficiente masa para alcazar la temperatura necesaria para llevar a cabo en su núcleo reacciones de fusión del hidrógeno de forma estable. Las enanas marrones representan, por tanto, la conexión entre las estrellas poco masivas y los planetas gigantes. Debido a sus bajas temperaturas, las enanas marrones emiten mayoritariamente su flujo en el infrarrojo medio, lo que hace de este rango del espectro electromagnético el adecuado para buscar este tipo de objetos. El Observatorio Virtual (OV) es una iniciativa internacional diseñada para ayudar a la comunidad astronómica en la explotación de la información multi-rango que reside en los archivos de datos. Aprovechando las herramientas del OV, que permiten un análisis y un acceso fácil a gran cantidad de cartografiados de gran campo, el Observatorio Virtual Español está llevando a cabo una serie de proyectos centrados en el estudio de objetos subestelares. Éste es elmarco en el que se inscribe el trabajo de tesis que aquí se presenta. Este trabajo aborda tres problemas en el marco de las estrellas poco masivas y enanas marrones: la búsqueda de candidatos a enanas marrones utilizando catálogos de grandes cartografiados (Capítulo 2), la búsqueda de enanasMcercanas y brillantes y su caracterización espectroscópica posterior (Capítulo 3), y un estudio de la binariedad de las enanas marrones T de subtipos intermedios y tardíos (Capítulo 4); los dos primeros capítulos estan basados en la utilización de herramientas del Observatorio Virtual..

Datos de interés

Supervisores: Enrique Solano Márquez (CAB), Eduardo Martín Guerrero de Escalante
Universidad: Universidad Complutense de Madrid, Departamento de Astrofísica y Ciencias de la Atmósfera; Centro de Astrobiología
Fecha de lectura: 16/11/2015

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