Una aguja en un pajar: Buscando remanentes estelares en cúmulos globulares

Manuel Pichardo Marcano

L.E. Rivera Sandoval, Thomas J. Maccarone, Diogo Belloni, Craig Heinke, Arash Bahramian

ASTRODOM Julio, 2020

Variable Cataclísmica (VC)

  • Enana Blanca

  • "Secuencia principal"

  • Lóbulo de Roche

  • Disco Acreción (no-magnético)

  • Inestabilidad:

    • Nova Enana

    • 2-8 mag explosión

Formación VC

Ivanova et. al (2012)

  1. Binaria Seq. Principal
  2. Lóbulo de Roche
  3. Envolvente Común
  4. Binaria separada
  5. Variable Cataclísmica

Evolución de las VC

  • Frenado Magnético
    • Porb > 3 hr
  • Hueco en el periodo
    • Donante convectiva
  • Radiación ondas grav.
    •  Porb < 2 hr
  • Periodo mínimo
    • Enana marrón
  • "Rebote"
    • Incrementa Porb

Knigge (2006)

Evolución

  • Color-Magnitud
  • Masa Donante
  • Tasa acreción
    • ṁ

Abril et. al (2019)

Población en el campo galáctico

Pala et. al (2019)

  • Novas Enanas (59 %):
    • U Gem
    • SU UMa
    • WZ Sge

 Mroz et. al (2016) Image: (J. Skowron, K. Ulaczyk / Warsaw University Observatory)

Variabilidad

Variabilidad

Dios mío, ¡está lleno de estrellas!

NASA, ESA, H. Richer and J. Heyl (University of British Columbia), and J. Anderson and J. Kalirai (STScI)

Binarias en Cúmulos Globulares

  • Cúmulos Globulares
    • La población de binarias dicta la evolución dinámica de los CGs
  • Variables Cataclísmicas:
    • Gran población (predicha) a distancia fija
    • Potencialmente diferente del campo galáctico
    • Muchas preguntas
  • Ondas Gravitacionales:.
    • Binarias de enanas blancas LISA

Buscando VC en CGs

NASA, ESA, H. Richer and J. Heyl (University of British Columbia), and J. Anderson and J. Kalirai (STScI)

Busqueda por Variabilidad

Los resultados de nuestra extensa encuesta proporcionan nueva evidencia ... de que las novas enanas son muy raras en los CGs.

Pietrukowicz et. al (2008)

Hourihane et. al (2011)

  • 17 Novas Enanas
  • 7 CGs

Modiano et. al (2020)

Buscando VCs en CGs

HST Óptico (3' x 2')

NASA, T. Brown and S. Casertano (STScI)

HST UV (cercano) (2.7' x 2.7')

Dieball et. al (2016)

Chandra (3.65 ' x 3.65')

NASA/CXC/SAO

1. Rayos X y 2. exceso en UV

Diagrama Color-Magnitud

47 Tuc

L.E. Rivera Sandoval et al.  (2018)

  • DCM:
    • Objetos Azules
    • Exceso Hα
  • Variabilidad:
    • Disco
    • Modulación Elipsoidal
    • Explosión

Diagrama Color-Magnitud

NGC 6752

Lugger et. al  (2017)

  • DCM:
    • Objetos Azules
    • Exceso Hα
  • Variabilidad:
    • Disco
    • Modulación Elipsoidal
    • Explosión

VCs en CGs

  • Ventajas:

    • Imagen más rala

  • Desventajas:

    • Campo de Visión pequeño (UV)
    • Lx ≥ 1029ergs/s

Sesgo en Rayos X

X-ray: NASA/CXC/CfA/J.Grindlay & C.Heinke; Optical: ESO/Danish 1.54-m/W.Keel et al.

Localización, Localización, Localización

VCs en Cúmulos Globulares

47 Tuc

NGC 6752

NASA, ESA, H. Richer and J. Heyl (University of British Columbia), and J. Anderson and J. Kalirai (STScI)

ESA/Hubble, NASA

47 Tuc

L.E. Rivera Sandoval et al.  (2018)

VCs en Cúmulos Globulares

43 VCs (UV)

16 VCs

NGC 6752

Lugger et. al  (2017)

  • Pocas VCs por cúmulo

    • Decenas a lo más

  • Sesgada en rayos X:

    • Lx > 1029ergs/s

  • Escasez Novas Enanas:

    • 17

  • Núcleo colapsado:

    • Población bimodal

  • Núcleo no colapsado:

    • 1 población

  • ¿Distribución de periodo?

    • Solo 16 conocidos

CG # VC
47 Tuc 43
Omega Cen 27
NGC 6397 (CC) 15
NGC 6752 (CC) 16
... ...

VCs en Cúmulos Globulares

Modelos MOCCA

Belloni et. al (2019)

  • ∼100-1000 VCs por Cúmulo
  • # se escala con la masa
  • dependencia α
    • Envolvente común

 

  • Escasez Nova Enana:
    • Bajo ciclo de trabajo (< 6%)
  • > 90% "rebotadoras"
    • Sistemas Viejos
  • Mayoría Lx < 1029ergs/s
  • VCs brillantes formadas dinámicamente
  • Población lejos núcleo

Resultados Simulaciones

Aaron Geller

Se necesitan más detecciones y periodos

NGC 6397

Omega Cen

Imágenes: NASA/ ESA/ STScI

M70

47 tuc

NGC 6752

M22

M92

Sondeo imparcial en óptico

Telescopio Espacial Hubble

SSCOVaS

Survey for Studying Compact Objects and Variable Stars

NGC 6397

Omega Cen

Imágenes: NASA/ ESA/ STScI

M70

47 tuc

NGC 6752

M22

M92

Núcleo y las afueras

  1. Identificar VCs tenues
    • Distribución radial
    • Comprobar modelos
  2. Medir periodos orbitales
    • Comparar campo galáctico
  3. Identificar otras binarias
    • Púlsares
    • Agujeros negros

SSCOVaS

Otras Binarias

  • Binarias Rayos X
  • Púlsares
  • Binarias Activas

Seguimiento con Rayos X y Radio

NGC 6397. Crédito de imagen: NASA/CXC/SAO

Resultados Preliminares

NGC 6397

  • WFPC-2
  • Marzo-Abril 2005:
    • 126 órbitas
    • UV
    • Tiempo Exp: 500-700 s

Resultados Preliminares

NGC 6397

  • WFPC-2
  • Marzo-Abril 2005:
    • 126 órbitas
    • UV
    • Tiempo Exp: 500-700 s

Nueva "araña" candidata

"Arañas" espalda roja

NASA's Goddard Space Flight Center

Strader et. al (2019)

¿El eslabón perdido?

Nueva "araña" candidata

  • Periodo orbital de 1.96 días

Zhao et. al (2020)

Pichardo Marcano et. al (2020)

¡Gracias!

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