Nuevas nebulosas planetarias en el plano de la galaxia

Resumen

Las nebulosas planetarias (NPs) se descubrieron hace casi tres siglos y desde entonces se han convertido en una herramienta importante para estudiar diferentes problemas astron\'omicos, Sin embargo, aún están abiertas cuestiones importantes relacionadas con estos objetos. No existe una información global sobre la poblaci\'on real de NPs gal\'acticas, por lo que nuestro conocimiento sobre ellas est\'a sesgado hacia las nebulosas m\'as cercanas y brillantes. Por otro lado, son muy escasas las detecciones y estudios en los dos extremos de la evoluci\'on de las NPs, las NPs j\'ovenes y compactas, y las NPs muy evolucionadas y extensas. Adem\'as, ciertas \'areas del cielo, como el anticentro gal\'actico y el Plano gal\'actico en general, est\'an muy poco estudiadas. En esta tesis se hace un esfuerzo para corregir algunos de estos sesgos realizando la primera b\'usqueda profunda y de alta resoluci\'on espacial de NPs en el plano gal\'actico. Se han usado para ello los datos del cartografiado IPHAS (INT/WFC Photometric H-Alpha Survey of the Northern Galactic Plane) que cubre todo el plano gal\'actico en el hemisferio norte. Nuestro trabajo se ha centrado especialmente en descubrir y estudiar las NPs más peque\~nas, esto es, los objetos m\'as j\'ovenes (o m\'as lejanos). En la primera parte de la tesis se revisa el diagrama log(H$\alpha$/[N\,{\sc ii}]) vs. log(H$\alpha$/[S\,{\sc ii}]), usado tradicionalmente para separar las NPs de las regiones H\,{\sc ii} y de los restos de supernova. Se ha investigado su uso para medir las metalicidades de regiones H\,{\sc ii} y de galaxias H\,{\sc ii}. Se demuestra que el diagrama es un indicador fiable de la abundancia de ox\'{\i}geno para un rango amplio de metalicidades. En el caso particular de la galaxia M33, se concluye que el diagrama es suficientemente sensible como para medir los gradientes de abundancias de \'esta y otras galaxias. Seguidamente, se presenta un m\'etodo robusto semiautom\'atico para encontrar NPs en la base de datos de IPHAS. Se presentan los resultados de la b\'usqueda en el primer cat\'alogo de objetos con emisi\'on en H$\alpha$ y en el cat\'alogo fotom\'etrico completo de IPHAS. El m\'etodo que proponemos est\'a optimizado para encontrar NPs puntuales y NPs con di\'ametros peque\~nos (t\'{\i}picamente $<$ 5$\arcsec$). Los candidatos a NP se seleccionan, en primer lugar, en base a sus colores $r^{\prime}-H\alpha$ y $r^{\prime}-i^{\prime}$. Como criterio adicional de selecci\'on, se usan los colores 2MASS del infrarrojo cercano. S\'olo la \'ultima selecci\'on de candidatos se hace visualmente. De la lista inicial de 600 millones de detecciones del cartografiado IPHAS, se presentan 781 nuevos candidatos a NP. Se discute en detalle la posible inclusi\'on de objetos impostores en la lista de candidatos; estos objetos resultan ser, en su mayor\'{i}a, estrellas j\'ovenes y estrellas simbi\'oticas. Se utilizan varios criterios para seleccionar, por una parte, los candidatos m\'as probables a ser NPs normales y, por otra, NPs j\'ovenes. Estos criterios est\'an basados, i) en la posici\'on de los candidatos en diferentes diagramas de diagn\'ostico en el visible y en el infrarrojo, ii) en el di\'ametro aparente, y iii) en su distancia proyectada a regiones de formaci\'on estelar. Usando diferentes telescopios, se ha iniciado el seguimiento espectrosc\'opico de los candidatos a NP, habi\'endose obtenido 69 espectros en el visible de objetos seleccionados semiautom\'aticamente. Se presenta un estudio detallado de las cinco primeras nuevas NPs analizadas hasta el momento. Una de ellas result\'o ser una NP evolucionada y grande encontrada fortuitamente, mientras que las otras cuatro son muy probablemente NPs muy j\'ovenes o incluso objetos en la etapa de transici\'on entre proto-NP y NP. La b\'usqueda semiautom\'atica de NPs compactas se ha complementado con una b\'usqueda visual de NPs extensas usando los mosaicos $H{\alpha}-r^{\prime}$ de IPHAS y llevada a cabo por varios colaboradores. En la zona de ascensi\'on recta comprendida entre 18 y 20 h se han completado ambas b\'usquedas, la semi\'automatica y la visual. Se ha descubierto un total de 389 nuevos candidatos a NP, lo que, de confirmarse su naturaleza, multiplicar\'{i}a por cinco el n\'umero de NPs conocidas en esa zona de la Galaxia. Se presenta una clasificaci\'on morfol\'ogica preliminar de 133 candidatos con morfolog\'{i}a caracter\'{i}stica de NPs; la mayor\'{i}a de ellas (58\%) resultaron ser nebulosas redondas, mientras que el 25\% son el\'{i}pticas y el 17\% bipolares. Parece que nuestro cartografiado est\'a desvelando una poblaci\'on de NPs redondas y de bajo brillo superficial que era desconocida anteriormente.