Dusty massive stars in the local group
Authors: Μπριτάβσκι Μικόλα 
Published: August 2021

Ο ρόλος της επεισοδιακής απώλειας μάζας στην εξέλιξη αστέρων μεγάλης μάζας, που αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά ανοικτά ζητήματα στην τρέχουσα θεωρία της αστρικής εξέλιξης. Η επεισοδιακή απώλεια μάζας παράγει σκόνη και, ως εκ τούτου είναι αιτία τα εξελιγμένα αστέρια μεγάλης μάζας να είναι πολύ φωτεινά στα μέσα του υπέρυθρου και αμυδρά στα οπτικά μήκη κύματος. Η τοπική ομάδα, που περιέχει τόσο ακανονίστους νάνους (dwarf irregular, dIrr) γαλαξίες και μεγάλους σπειροειδείς, χρησιμεύει ως ένα ιδανικό εργαστήριο για τη διερεύνηση της εξέλιξης και της απώλειας μάζας του φαινομένου των ερυθρών υπεργιγάντων (red supergiants, RSGs) σε διαφορετικές μεταλλικότητες. Επίσης, οι ερυθροί υπεργίγαντες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό μεταλλικότητας. Ο εξαιρετικά μικρός αριθμός φασματοσκοπικά επιβεβαιωμένων ερυθρών υπεργιγάντων σε εξωτερικούς γαλαξίες καθιστά τον εντοπισμό νέων ερυθρών υπεργιγάντων στατιστικά σημαντικό. Η αύξηση των στατιστικών στοιχείων των φασματοσκοπικά επιβεβαιωμένων, εξελιγμένων αστέρων μεγάλης μάζας στην τοπική ομάδα επιτρέπει τη διερεύνηση των φαινομένων απώλειας μάζας που συμβαίνουν σε αυτά τα αστέρια στα τελευταία στάδια της εξέλιξής τους. Στόχος μας είναι να ολοκληρωθεί η απογραφή των φωτεινών πηγών στο υπέρυθρο που βρίσκονται σε ακανόνιστους νάνους γαλαξίες της τοπικής ομάδας. Για να το πετύχουμε αυτό χρησιμοποιήσαμε φωτομετρικά κριτήρια στο μέσο υπέρυθρο για τον εντοπισμό εξελιγμένων αστέρων μεγάλης μάζας, όπως ερυθρούς υπεργίγαντες και φωτεινούς μπλε μεταβλητούς (LBVs), χρησιμοποιώντας το γεγονός ότι αυτοί οι τύποι των άστρων έχουν πλεόνασμα στο υπέρυθρο λόγω της σκόνης. Η μέθοδος βασίζεται σε φωτομετρία στα 3,6 μm και 4,5 μm από αρχειακές εικόνες του διαστημικού τηλεσκοπίου Spitzer των κοντινών γαλαξιών και φωτομετρία στο J από το 2MASS. Εφαρμόσαμε τα κριτήρια μας σε 7 dIrr γαλαξίες: Pegasus, Phoenix, Sextans Α, Sextans Β, WLM, IC 10 και IC 1613 επιλέγοντας 104 σημειακές πηγές, που παρατηρήσαμε με τους φασματογράφους VLT / FORS2, GTC / OSIRIS και DuPont / WFCCD με φασματοσκοπία πολλαπλών αντικειμένων μακράς σχισμής.Εντοπίσαμε 28 ερυθρούς υπεργίγαντες, εκ των οποίων οι 21 είναι νέες ανακαλύψεις, αυξάνοντας έτσι το δείγμα των φασματοσκοπικά επιβεβαιωμένων ερυθρών υπεργιγάντων σε dIrr γαλαξίες στην τοπική ομάδα κατά 47%. Επίσης, εντοπίστηκαν 2 νέα, σπάνια αστέρια μεγάλης μάζας με γραμμές εκπομπής και 8 αστέρια άνθρακα. Μεταξύ των άλλων παρατηρούμενων αντικειμένων που εντοπίστηκαν στο προσκήνιο είναι οι γίγαντες, και αντικείμενα του υπόβαθρου, όπως ένα κβάζαρ και ένας γαλαξίας πρώιμου τύπου. Χρησιμοποιούμε τα αποτελέσματα της φασματοσκοπικής έρευνας μας για την αναθεώρηση των υπέρυθρων και οπτικών κριτηρίων επιλογής για τον εντοπισμό ερυθρών υπεργιγάντων από τις φωτομετρικές μετρήσεις. Τα κριτήρια επιλογής στο οπτικό είναι πιο αποτελεσματικά στο διαχωρισμό εξωγαλαξιακών ερυθρών υπεργιγάντων από γίγαντες στο προσκήνιο από τα κριτήρια επιλογής στο υπέρυθρο, ωστόσο τα κριτήρια επιλογής στο υπέρυθρο είναι χρήσιμα για τον εντοπισμό σκονισμένων αστέρων στην τοπική ομάδα. Για ορισμένους ερυθρούς υπεργίγαντες μετρήσαμε τις θεμελιώδεις φυσικές παραμέτρους, προσαρμόζοντας στην φασματική κατανομή της ενέργειας στην οπτική περιοχή, MARCS μοντέλα αστρικής ατμόσφαιρας. Το έργο αυτό χρησιμεύει ως βάση για περαιτέρω διερεύνηση των σκονισμένων αστέρων μεγάλης μάζας που ανακαλύφθηκαν και των γαλαξιών που τους φιλοξενούν.Η διδακτορική διατριβή είναι οργανωμένη ως εξής: το Κεφάλαιο 1 παρέχει το επιστημονικό πλαίσιο της παρούσας μελέτης. Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται η διαδικασία επιλογής των πηγών, ενώ στο Κεφάλαιο 3 γίνεται η περιγραφή των παρατηρήσεων και μείωση των δεδομένων. Το Κεφάλαιο 4 είναι αφιερωμένο στην φασματική ανάλυση και την ταξινόμηση των φασμάτων. Το Κεφάλαιο 5 είναι αφιερωμένο στην παρουσίαση και συζήτηση των αποτελεσμάτων. Τα συμπεράσματα και οι μελλοντικές προοπτικές της διδακτορικής διατριβής παρουσιάζονται στο Κεφάλαιο 6. Στο Κεφάλαιο 7 παρουσιάζονται οι ευχαριστίες και υποστηρικτικό υλικό (δημοσιευμένες εργασίες, πληροφορίες σχετικά με την κατανομή του χρόνου στα τηλεσκόπια, κ.λπ.).