Asteroseismology and mass loss in be starsstudy with corot

Resumen

Con el presente proyecto se plantea estudiar las características de las oscilaciones periódicas en estrellas Be, y su relación con los procesos de eyección de materia y formación del disco circunestelar. Para ello se pretende usar datos fotométricos de gran precisión proporcionados por la misión espacial CoRoT (Convección, Rotación y Tránsitos), lanzada el pasado 27 de diciembre de 2006. Por estrella Be se designa a una estrella de tipo espectral B en cuyo espectro las líneas de la serie de Balmer del Hidrógeno, y otras líneas, aparecen en emisión. Esta emisión se genera por procesos de recombinación en una envoltura circunestelar, con forma de disco, cuyo origen es todavía desconocido. El fenómeno Be constituye el problema más antiguo de la Astrofísica Estelar que todavía permanece sin resolver. La primera estrella Be, $\gamma$ Cassiopeiae, fue identificada en 1869 por el padre Angelo Secchi, uno de los pioneros de la espectroscopía estelar. Más de 130 años después, todavía no hay modelos generalmente aceptados que expliquen la fenomenología asociada a estos objetos. Aproximadamente el 20\% de todas las estrellas B presentan el fenómeno Be \citep[ver][ para un review más completo]{2003PASP..115.1153P}. Prácticamente todas las estrellas Be presentan variabilidad fotométrica irregular, con escalas temporales de meses o años, debida a variaciones en la extensión y densidad del disco circunestelar. Además, un gran porcentaje de estrellas Be presenta también variabilidad de corto periodo, tanto fotométrica como en el perfil de las líneas espectrales. El 86\% de las estrellas Be tempranas observadas por \verb+HIPPARCOS+ presentan variabilidad fotométrica de corto periodo, y el porcentaje disminuye hasta el 18\% en los tipos mas tardíos \citep[][]{1998A&A...335..565H}. La presencia de multiperiodicidad en la variación de los perfiles de línea indica que las estrellas Be pulsan no radialmente. De acuerdo con los modelos teóricos, las estrellas Be tempranas deben presentar modos \textit{p-} de corto periodo, mientras que las tardías deben presentar modos \textit{g-} de periodo más largo. Los resultados observacionales actuales, sin embargo, parecen no confirmar estas predicciones. Las causas podrían ser la mala identificación de modos, y el hecho de que los cálculos teóricos se restringen a objetos con baja o nula velocidad de rotación. En un trabajo reciente, \cite{2001A&A...369.1058R} han mostrado que la interferencia constructiva de varios modos de pulsación detectados determina los episodios de pérdida de masa en la estrella Be $\mu$ Centauri. Esto implica que las pulsaciones no radiales podrían estar en el origen del fenómeno Be. Sin embargo, este efecto sólo se ha observado en una estrella, y por tanto es discutible su carácter general. La observación de estrellas Be por la misión CoRoT aportarará importantes claves para la comprensión de los problemas arriba indicados, y del fenómeno Be en general. Los objetivos científicos de CoRoT son la asterosismología de estrellas brillantes y la detección de planetas extrasolares por el método de los tránsitos. El satélite CoRoT fue lanzado y puesto en órbita el pasado 27 de diciembre de 2006. Las observaciones científicas de la misión CoRoT se empezaron el 7 de febrero de 2007 y se prevee que continuen durante al menos 3 años, con apuntados largos de unos 150 días y apuntados cortos de unos 15 días. El campo de visión de CoRoT está dividido en dos sectores, con diferente configuración óptica y sensibilidad para cada uno de los objetivos. En el campo de asterosismología se observa, en cada uno de los apuntados previstos, una o dos estrellas brillantes seleccionadas como objetivos principales, y de seis a ocho estrellas más como objetivos secundarios. En los campos para la búsqueda de exoplanetas se observará unas 6000 estrellas por apuntado, de las cuales un porcentaje forma parte de un programa adicional con diferentes objetivos científicos, que ha sido seleccionado a partir de propuestas de la comunidad científica en respuesta a anuncios de oportunidad. El presente proyecto propone la observación de estrellas Be CoRoT, incluyendo la observación de una muestra de estrellas Be de magnitudes $6<V<9$ como objetivos secundarios en los campos de asterosismología, y de estrellas de magnitudes $12<V<16$ en los campos de exoplanetas, como parte del programa de ciencia adicional. El objetivo general de la investigación que se propone es el estudio de las características pulsacionales de las estrellas Be, y su relación con los episodios de eyección de masa. Para contribuir a este objetivo general, los objetivos concretos que se propone este proyecto de tesis son los siguientes: 1. Finalizar la preparación de la muestra de estrellas Be que están siendo observadas por CoRoT, tanto en los campos de asterosismología como en los de exoplanetas. 2. Analizar los datos relativos a estrellas Be obtenidos por CoRoT durante los primeros años de la misión. El comité científico de la misión ha definido ya la posición de todos los apuntados de larga duración. Cuatro estrellas Be propuesta por el equipo científico del solicitante serán observadas durante los dos primeros apuntados. Los largos apuntados siguientes, así como la totalidad de los apuntados de corta duración, se irán decidiendo durante el tiempo de vida de la misión. Por otra parte, en los próximos años se seguirá publicando anuncios de oportunidad para la propuesta de proyectos a incluir en el programa adicional. El primero de estos anuncios se publicó en verano de 2005, y nuestro grupo concurrió al mismo con una lista de objetos todavía por completar. Todo esto implica que el trabajo de selección de estrellas Be para ser observadas por CoRoT, tanto en los campos de sismología como en los de exoplanetas, debe proseguir durante los próximos dos años. Este trabajo de selección constituye la primera parte del proyecto de tesis que se presenta. Para los campos de sismología, pretendemos seguir observando estrellas Be en los conos de visión de CoRoT, para proponerlas como objetivos de los apuntados cortos, y también para identificar nuevos candidatos a objetivos secundarios cerca de los objetivos primarios. Para garantizar el máximo retorno científico, pretendemos proponer estrellas Be con variabilidad fotométrica confirmada, y para ello se va a continuar la campaña de observaciones fotométricas de objetos candidatos iniciada hace ya 5 años por el equipo científico en el que se integraría el solicitante. Para la propuesta al programa adicional de CoRoT, necesitamos identificar estrellas Be en los campos de exoplanetas. En el rango de magnitudes a observar en esos campos ($12<V<16$) pocas estrellas tienen clasificación espectral conocida, y por tanto la primera tarea es identificar una muestra de estrellas Be. Para ello realizaremos fotometría CCD en el sistema $uvby\beta$, que permite discriminar entre estrellas de tipo temprano con enrojecimiento interestelar y estrellas tardías, y realizar una buena clasificación espectral. Acompañamos nuestras observaciones con fotometría con filtros $H\alpha$, para identificar objetos con líneas de emisión.