Cúmulos jóvenes masivos en el infrarrojo como sondas galácticas

Abstract

Los cúmulos jóvenes masivos (YMCs) espacialmente resueltos disfrutan de un singular conjunto de propiedades físicas, evolutivas y observacionales que los convierten en laboratorios astrofísicos privilegiados. Al albergar estrellas muy luminosas, estos objetos pueden detectarse y estudiarse espectroscópicamente en regiones distantes y oscurecidas de la Vía Láctea, aunque solo en el infrarrojo (IR) debido a la fuerte extinción interestelar. Mediante estudios espectroscópicos en el IR, en esta tesis caracterizamos exhaustivamente 5 candidatos a YMC seleccionados a través de fotometría de banda estrecha en la línea Paschen-α, la cual se muestra típicamente en emisión en estrellas masivas calientes con vientos intensos. También estudiamos, aunque de forma preliminar, otros 4 candidatos seleccionados por métodos más clásicos. Los resultados permiten confirmar los 5 primeros objetos como YMCs con edades entre 2 y 7 Myr, mientras que solo uno de los 4 últimos parece ser un YMC. La comparación entre los resultados de ambas muestras acredita la impresionante efectividad (100%) del método de Paschen-α respecto de las técnicas clásicas. Por otra parte, investigamos la aplicabilidad del estudio de YMCs a otras áreas de la astrofísica mediante las 3 siguientes aplicaciones concretas que involucran diferentes escalas espaciales: 1) Detectamos por primera vez estrellas FS CMa (un raro tipo de objetos B[e]) en poblaciones coetáneas, permitiéndonos hallar su edad y plantear una nueva hipótesis sobre su origen evolutivo. 2) Utilizamos el YMC Mercer 30 para sondear las fuentes estelares de ionización del complejo de formación estelar al que pertenece, permitiéndonos refutar la supuesta existencia en la misma región de la asociación OB más luminosa de la Vía Láctea 3) Investigamos el potencial de los YMCs conocidos hasta el momento para elaborar un mapa bidimensional (radial-acimutal) de abundancias metálicas actuales que abarque una fracción significativa de la superficie del disco Galáctico.