Galactic Bulge Survey: Fuentes de Rayos X del Bulbo Galáctico

Manuel PICHARDO MARCANO

Supervisor:

Thomas Maccarone

Santo Domingo
Enero 2018

La Vía Láctea

Crédito: Yuri Beletsky (ESO)

El "descubrimiento" de la Vía Láctea

  • Galileo Galileo (1610):
  • "La Vía Láctea no es sino una innumerable muchedumbre de estrellas reunidas en conglomerados."
  • William Herschel (1784):
  • Primer mapa de la Vía Láctea.

Especulaciones sobre la Vía Láctea

Una predicción que tomaría 100 años confirmar

  • "[...] la Vía Láctea y las estrellas dentro de ella juntas constituyen una espiral con varias (pueden ser cuatro) ramas y un cúmulo central (probablemente esférico) [...] (S. Alexander 1852)"
(I) Dibujo de Lord Rosse de M51 (1835). (D) Imagen del Hubble de M51 [NASA/ESA].

La Confirmación

Importancia Astronomía Multi-Onda

  • Espectroscopia Óptica:
    • regiones HII y estrellas OB
    • Morgan, Sharpless y Osterbrock (1952)
  • Observaciones en Radio:
    • Nubes Hidrógeno neutral (21 cm)
    • van de Hulst, Muller and Oort (1954)

En la Actualidad

  • Proyecto BeSSeL (Radio):
    • "Mapping spiral structure on the far side of the Milky Way" (13 Oct. 2017)
  • Gaia (Optico):
    • Catálogo de mil millones de estrellas
Crédito: NASA/JPL.
Crédito: ESA

La Vía Láctea

Algunos números

  • Diámetro: 100,000 años luz (ly)
  • La relación ancho-grosor ∼ 100:1.
    • El bulbo es ∼ 2 x espesor disco.
  • Distancia Sol-Centro: 26,000 ly
    • 52% del radio total

La Vía Láctea (a escala)

¿Qué tan lejos están 100,000 años luz?

  • 2.5 cm representan 5.5 años-hora (Sol a Plutón)
    • 1.6 km representan 40 años luz
    • 4000 km representan 100,000 años luz
  • Norte América
    • Ancho de Estados Unidos ∼ 4000 km de ancho.
    • La anchura sería de 40 km (Santo Domingo-Baní ∼ 50 km)
Crédito: NASA/JPL.
Crédito: NASA/JPL

El Bulbo Galáctico

¿Por qué el Bulbo Galáctico?

  • Población Estelar:
    • Alta densidad de estrellas viejas y objectos compactos
      • Alta densidad de estrellas binarias
    • Alta contaminación por polvo interestelar
      • Buscar arriba y abajo del centro

Lugar perfecto para buscar fuentes de rayos X

¿Por qué las binarias de rayos X?

La falsabilidad como pilar del método científico

Cualquier esquema de evolución viable debe reproducir las distribuciones y correlaciones entre las propiedades en la población de binarios de rayos X.

¿Por qué las binarias de rayos X?

  • Estadística:
    • Restringir modelos:
      • Modelos evolución estelar
        • Supernova
        • Ondas gravitacionales
    • Identificar binarias predichas
    • Masa objectos compactos

El Bulbo Galáctico

1640 fuentes de rayos X

El Bulbo Galáctico

1640 fuentes de rayos X

Un zoológico de fuentes de rayos X

¿Cómo se distinguen unas de otras?

Observaciones Multi-Ondas

  • X-ray
    • Chandra
  • Radio:
    • Very Large Array Sky Survey
  • Infrared:
    • Vista Variables in the Via Lactea (VVV) survey
  • Optical:
    • Optical Gravitational Lensing Experiment
    • Blanco (Photometry)
    • VIMOS, Gemini, ... (Spectra)

Un trabajo detectivesco

Algunos ejemplos

CX 93: Estudio dinámico

Ratti et al. (2013) /Torres et al. (2014)

CX93: Contraparte Óptica

  • Fotometría:
    • Contraparte óptica brillante
    • Variabilidad óptica

Candidata Binaria

Crédito: Telescopio Blanco.

Siguiente Paso

Objetivo: Obtener Masa
  • Buscar líneas de emisión (Hβ, H$\alpha$;, He II, ...):
    • Medir ancho equivalente
    • Cocientes líneas de emisión
  • Buscar periodicidad
    • Corrimiento línea emisión
  • Buscar línea absorción
    • Estrella compañera

Espectro

Periodo

P = 5.5 horas

CX 93

Lo que sabemos
  • Binaria:
    • Compañera tipo K (absorción)
  • Periodo:
    • Fotometría
    • Corrimiento línea emisión
  • ¿Estrella neutrones, enana blanca, hoyo negro?

¿Cómo obtener la masa del objecto compacto?

Inclinación ($i \approx 32^\circ $ )

$M_1 = 0.8 M_\odot \,; \, M_2= 0.6 M_\odot $

La data

X-ray/óptico

Variable Cataclísmica (NASA)

CX 40: X-ray/Radio/Optical

Maccarone, Torres et al. (2012)

Correlación $L_R/L_X$

Merloni et al. (2003)
Tudor et al. (2017)

Correlación $L_R/L_X$

Merloni et al. (2003)
Tudor et al. (2017)

Correlación $L_R/L_X$

Correlación $L_R/L_X$

  • Núcleos galácticos activos:
    • $\log(L_R/L_X)$:
      • de -9.7 a -14.9
  • CX 40:
    • -12.5

La confirmación de CX 40

Espectroscopia
.

La data

CX377: Acretores Ocultos

Wu et al. (2015)

El Espectro

¿Y las líneas de emisión?

Necesitamos ver más cerca

El Espectro

Candidato disco de acreción

Mi proyecto

Fuentes Ultravioletas

La data

  • X-ray
    • Chandra
  • UV:
    • Swift UVOT (UV-Optical Telescope)
  • Optical:
    • VIMOS

Primer paso

Data UV/Óptico
CX 26. Candidata estrella activa G3.
Espectroscopia
Espectro

En el futuro

  • Clasificación
    • Automatización
  • Identificar fuentes prometedoras
    • Estudio dinámicos
    • Acretores ocultos
    • Sistemas "inusuales"
  • Estudio de población
    • Número fuentes
    • Distribución masa y periodos

Gracias

Departament of Physics and Astronomy

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By mmarcano22

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