Carac - Universidad Iberoamericana

PROTOCOLO
CARACTERIZACION DE VIENTOS EN EC DE NP Y SU EVOLUCION EN EL
MEDIO CIRCUNESTELAR
Anabel Arrieta Ostos
a) Antecedentes
Las estrellas pierden masa en diferentes etapas de su evolución. El gas empujado, interacciona
con el medio circundante, es calentado y ionizado por efectos de radiación de la estrella central y
por colisiones entre el viento de la misma estrella o de estrellas cercanas. Aunque existen estudios
relacionados con este tema hay muchos problemas sin resolver. La teoría de la aceleración de los
vientos no es clara y por lo tanto no existe una relación teórica entre los parámetros de la estrella y
la tasa de pérdida de masa. Si se establece, esta relación revelará los mecanismos de aceleración.
Además la relación entre la tasa de pérdida de masa y la luminosidad en estrellas centrales (EC)
de Nebulosas Planetarias (PN) permitirá estimar la distancia a estas. Para el caso de estrellas
binarias masivas es difícil diferenciar las características físicas de cada uno de los vientos. Y en el
caso de estrellas poco masivas evolucionadas no se conoce cual es el mecanismo que colima el
viento dando lugar a Nebulosas Planetarias Bipolares. En este proyecto proponemos aplicar
algunas técnicas (Georgiev & Koenigsberger, 2003, Georgiev & Hernández 2004) para ajustar los
perfiles de líneas emitidas en estrellas con vientos. Proponemos usar espectros en la banda
ultravioleta ya obtenidos por los satélites IUE y Hubble y determinar la tasa de pérdida de masa en
una forma homogénea y consistente en EC de NP. Los datos obtenidos de tal forma se
combinarán con el método de determinar las temperaturas efectivas y los radios de las estrellas
desarrollado por Arrieta et al. (2003). Con lo anterior se espera obtener una relación empírica
entre estos parámetros básicos independiente del desconocido mecanismo de la aceleración de
los vientos. Por otra parte usaremos espectros en el óptico tomados con telescopios nacionales
para el estudio de interacción de vientos. Tal es el caso de estrellas binarias y de nebulosas
planetarias bipolares.
Por otra parte, eventualmente el viento choca con gas eyectado en etapas de la estrella anteriores
o con el medio circunestelar. El choque aumenta la densidad y temperatura. Los modelos teóricos
predicen temperaturas mayores a las observadas con diferentes técnicas. En este proyecto se está
estudiando el proceso físico que enfría el gas chocado. De encontrar un coeficiente de
conductividad térmica que explique las temperaturas observadas en las regiones chocadas de NP
se aplicará este mismo coeficiente en muchas otras áreas de la astrofísica.
b) Originalidad
Aunque existen estudios de EC de NP nunca se ha hecho alguno que permita conocer las
características principales de la estrella y el viento en una muestra tan grande como la que
se propone en este trabajo. Su originalidad permitirá conocer el mecanismo que empuja el
viento y resolver problemas como el de la estimación de distancias a nebulosas
planetarias. La determinación de la distancia a este tipo de objetos es un problema abierto.
Actualmente las distancias estimadas por diferentes técnicas a un mismo objeto tienen
errores hasta del 300%.
Como se mencionó anteriormente no se conoce el mecanismo físico que da lugar a la
formación de las diferentes morfologías de Nebulosas Bipolares.
El complejo efecto que produce la interacción de vientos en estrellas binarias no permite
distinguir los efectos de choques de los producidos de los vientos independientes. Por esta
razón existen poco estudios en su tipo. La propuesta en este trabajo es realizar
observaciones de este tipo de objetos en diferentes épocas del año para conocer el
periodo orbital y con eso diferenciar los rasgos del espectro que se producen en cada
estrella de los que se producen debido a la interacción.
El estudio del coeficiente de conductividad térmica permitirá mejorar el que actualmente
existe.
c)
Objetivos

Objetivo General
Estudio de los vientos de estrellas y su interacción con el medio circundante.

Objetivos Particulares
Determinar características físicas de vientos en estrellas centrales de nebulosas
planetarias dentro de la galaxia.
Hacer una estimación de distancia a Nebulosas Planetarias.
Determinar el proceso físico que da lugar a la formación de líneas de hidrógeno de doble
pico en Nebulosas Planetarias bipolares.
Encontrar la diferencia numérica entre el coeficiente de conductividad térmica calculada
por Spitzer y la que se propone en este trabajo.
d) Metas

Metas científicas
-Estimar la temperatura, tamaño, tasa de pérdida de masa de la estrella y la velocidad terminal del
viento en alrededor de 40 nebulosas planetarias.
-Hacer una la estimación de la distancia a estas 40 nebulosas planetarias.
-Reproducir el perfil encontrado en líneas de hidrógeno de las nebulosas planetarias bipolares M 29 y M 1-92.
-Encontrar el período orbital de las binarias HD 209481, Cyg X1 y HD 215835.
-Encontrar el coeficiente de conductividad térmica con campo eléctrico y magnético para un
intervalo amplio de densidades y temperaturas.

Metas de formación de doctores y maestros
-Desafortunadamente el departamento de Física y Matemáticas no cuenta con un programa de
postgrado por lo cual no se tienen por el momento planes para la formación de doctores o
maestros. Sin embargo en el proyecto participa la estudiante de la carrera de Ingeniería Física
María José Ibarrola Rivas.
e) Metodología científica
La metodología en general es el análisis de espectros ópticos y ultravioletas.
Uso de programa desarrollado por Georgiev & Koenigsberger 2003 y Georgiev & Hernández 2004
para interpretación de líneas espectrales.
Realizar observaciones con el espectrógrafo Echelle y el telescopio 2.1 m localizado en el
Observatorio Astronómico Nacional en la sierra de San Pedro Mártir, Baja California.
f)
Grupo de trabajo
 Instituciones participantes
-Universidad Iberoamericana
-Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa
-Instituto Astronomía, UNAM
-Centro de Física, UNAM
-National Optical Astronomy Observatory, Estados Unidos
-Centro de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM
-SRI, Bulgaria

Integrantes
Alfredo Sandoval-Villalbazo, UIA, Departamento de Física y Matemáticas
Leopoldo García-Colín, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa
María José Ibarrola Rivas, UIA
Leonid Georgiev, Instituto Astronomía, UNAM
Xavier Hernández, Instituto Astronomía, UNAM
Gloria Koegnisberger, Centro de Física, UNAM
Letizia Stanghellini, NOAO, Estados Unidos
Silvia Torres-Peimbert, Instituto de Astronomía, UNAM
Michael Richer, Instituto de Astronomía, UNAM-Ensenada
Maria E. Contreras, Centro de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM
Svetosar Zhecov , SRI, Bulgaria
g) Infraestructura disponible
-Observatorio Astronómico Nacional (su uso es gratuito para investigadores nacionales)
-Bases de datos de observaciones realizadas con telescopios espaciales (uso gratuito)
-Computadora (propiedad de la UIA) y software (Linux, IRAF, IDL, C++, Matemática)
-Impresoras propiedad del la UIA.
h) Programa de Actividades
A veces es difícil programar las actividades con antelación sobre todo cuando el trabajo no
depende solamente de una persona. Así que pido comprensión si no se cumpliera con el programa
de actividades en el orden propuesto.
PRIMAVERA 2006
Determinación de los parámetros del viento de las
ECNP en la LMC a partir de los perfiles de NV y los de CIV.
VERANO 2005
Hacer una estimación de las distancias a estos objetos y
Asociar una incertidumbre al este valor encontrado.
Simular los perfiles de hidrógeno en los núcleos de las Nebulosas Planetarias M 2-9 y M 1-91.
OTOÑO 2005
Determinación del periodo orbital de las estrellas binarias mencionadas.
i)
Presupuesto

Becario
$6000.00

j)
Gasto corriente
Gasto de inversión
Resultados entregables

Un artículo en revista científica con arbitraje estricto

Un artículo de divulgación científica

Una presentación de trabajo en congreso científico.
k) Referencias
Georgiev, L. & Koenigsberger, G. 2004, Astronomy & Astrophysics, en prensa.
Georgiev, L. & Hernández, X. 2004 aceptado en Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica
Arrieta, A. & Stanghellini, L. 2004, "Stellar Winds of Central Stars of the LMC PNe"
Springer-Verlag series "ESO Astrophysics Symposia" Editores: L. Stanghellini,
J. R. Walsh & N. Douglas, en prensa.