Poblaciones de estrellas variables en galaxias enanas del grupo localdependencia de factores ambientales

Zusammenfassung

Esta tesis presenta un estudio de la población de estrellas variables en cinco galaxias aisladas del Grupo Local (GL), basado en imágenes obtenidas con el telescopio espacial Hubble (HST), Se discuten sus características en el contexto de la historia de formación estelar (HFE) de las galaxias anfitrionas. Se observaron Cetus, Tucana, IC,1613, LGS,3, y Leo,A con la cámara ACS a bordo del HST como parte del Proyecto LCID ({it Local Cosmology from Isolated Dwarfs}). El objetivo principal era derivar HFEs de una muestra de galaxias enanas aisladas que han sido básicamente inmunes a la influencia gravitacional de las galaxias espirales gigantes. Estas observaciones llegan por debajo de los turn-offs más viejos de la secuencia principal, y son por lo tanto las más profundas obtenidas hasta la fecha para estas cinco galaxias. Dado que se obtuvieron 12 a 32 imágenes por banda (en dos bandas) durante varios días para cada galaxia, estos datos son también perfectamente adecuados para el estudio de las estrellas variables hasta varias magnitudes por debajo de la rama horizontal. En total, se encontraron más de 1000 estrellas variables en estas galaxias, incluyendo cerca de 700 estrellas RR~Lyrae, 200 Cefeidas, y 50 binarias eclipsantes. En el caso de Cetus, Tucana, y LGS,3, 'estas son las primeras variables identificadas. Se proporcionan los catálogos completos de variables y su fotometría, así como los mapas de localización, para Cetus, Tucana, y IC,1613. Se han comparado las características de las estrellas RR~Lyrae y Cefeidas entre las cinco galaxias de la muestra, y con otras galaxias enanas y cúmulos globulares de la literatura. también se han determinado distancias precisas para cada galaxia a partir de estas características, y usando varios métodos. Encontramos que las cinco galaxias estudiadas poseen una población muy vieja, evidenciada por la presencia de estrellas RR~Lyrae y por los detalles de la HFE. Leo,A es muy peculiar entre las galaxias enanas del GL por su juventud global y por el número muy pequeño de estrellas RR~Lyrae con respecto al número de estrellas en la rama de gigantes rojas (RGR). Por consiguiente, también posee el número más grande de Cefeidas entre los cinco campos observados. Gracias al gran número de estrellas RR~Lyrae encontradas en Tucana y al hecho de que el campo de la ACS cubre la mayor parte de la galaxia, encontramos que las RR~Lyrae más débiles y ricas en metales están más concentradas en el centro de la galaxia que las estrellas RR~Lyrae más brillantes y de metalicidad más baja. Demostramos como sus características pulsacionales y fotométricas trazan gradientes sutiles en la metalicidad de la población vieja, lo que además indica que el enriquecimiento químico debe haber sido muy rápido. Al comparar las características de las estrellas variables con las HFEs muy detalladas obtenidas a partir de la comparación entre los diagramas color-magnitud (DCM) observados y DCM sintéticos, encontramos que la razón entre el número de estrellas RR~Lyrae y el número de estrellas en la RGR es muy sensible a los detalles de la HFE. En particular, existe una buena correlación entre este cociente y la edad a la cual se había formado el 10% y el 25% de la masa total en estrellas, y con la cantidad de formación estelar en los primeros $sim$3~Ga relativa a la cantidad de formación estelar más vieja que 1.5~Ga. Esto abre la posibilidad de usar el número relativo de estrellas RR~Lyrae para estimar la fracción de población estelar más vieja que $sim$10~Ga en una galaxia para la cual no es posible calcular la HFE de forma precisa para edades viejas debido a la profundidad limitada de las observaciones. La muestra combinada de Cefeidas descubierta en estas galaxias indica que el tipo de Cefeida (clásico o anómalo) presente en una galaxia está directamente relacionado con la HFE reciente. Se detectaron Cefeidas clásicas 'únicamente en galaxias con formación estelar en los 'últimos pocos centenares de millones de años, mientras que las Cefeidas anómalas se encuentran preferentemente en galaxias enanas esferoidales pobres en gas. También demostramos que las Cefeidas anómalas siguen relaciones periodo-luminosidad significativamente diferentes de las relaciones periodo-luminosidad definidas por las Cefeidas clásicas de las nubes de Magallanes y de IC,1613. 'Esta es evidencia fuerte contra propuestas anteriores de que las Cefeidas anómalas y clásicas pueblan una banda de inestabilidad común, independientemente de la ocurrencia anterior del flash del Helio.