Search for hypervelocity stras in the central regions of the galaxy
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Fecha
2023
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Idioma
en
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Editor
Universidad Andrés Bello
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Licencia CC
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Resumen
In this thesis, I propose a new approach to search for hypervelocity stars in the inner part of our
Galaxy. Hypervelocity stars are moving at velocities around 1000 km s−1
, acquiring such velocity
after an interaction with the supermassive black hole at the centre of the Milky Way: Sgr A*. Hence,
these stars inform us about i) dynamical stellar interactions with Sgr A*, ii) phenomena in regions
with high stellar density, iii) the stellar content in the inner part of the Galaxy, and iv) the presence
of massive objects, such as intermediate and stellar-mass black holes.
Hypervelocity stars are extremely rare, to identify them it was necessary to characterise the proper
motions of the stars in the used catalogues: Gaia , VVV and VIRAC2, which contain hundreds of
millions of sources. I explore also different approaches to identify and validate the reliable data in
such catalogues, that result in being able to identify the unique objects in these catalogues, in this
case, hypervelocity stars. The results of this work are the characterisation of the astrometric data of
Gaia DR3 and VIRAC2 with respect to data from the Hubble Space Telescope (HST) in observations
towards the Galactic bulge. On one hand, the uncertainties in the proper motions of Gaia DR3 are
underestimated with respect to the HST proper motions, thus the need for an inflation factor to bring
them into a 1σ consistency. On the other hand, VIRAC2 proper motions are in agreement with HST
proper motions. For this reason, I used VIRAC2 proper motions to search for hypervelocity stars.
With the developed method, I identified 139 candidate hypervelocity stars in the inner 60 sqdeg.
around the Galactic centre. These stars appear to be ejected after an interaction with Sgr A *.
Besides that, we identified more than 1000 high-velocity stars (> 600 km s−1
), probably produced
in the Galactic disc, although their origin is uncertain.
En esta tesis propongo una nueva manera de buscar estrellas hiper veloces en la parte central de nuestra Galaxia. Las estrellas hiper veloces se mueven a velocidades alrededor de los 1000 km s−1 y adquieren tal velocidad despues de interactuar con el hoyo negro súper masivo en el centro de la Vía Lactea: Sgr A*. Por ende, estas estrellas nos brindan información sobre i) interacciones dinámicas estelares con Sgr A*, ii) fenómenos en regiones con alta densidad de estrellas, así como iii) sobre las poblaciones de estrellas que habitan esta región de la Galaxia y iv) la presencia de objetos compactos masivos, como podrían ser hoyos negros de masa estelar o intermedia. Las estrellas hiper veloces son extremadamente raras, por lo que para identificarlas fue necesario caracterizar los movimientos propios de las estrellas en los catálogos que uso: Gaia , VVV y VIRAC2 los cuales tienen cientos de millones de datos. Abordo también diferentes maneras de identificar y validar los datos confiables en estos catálogos, lo que resulta en poder extraer e identificar los objetos únicos en estos catálogos, en este caso, las estrellas hiper veloces. El resultado de este trabajo fue la caracterización de los movimientos propios de Gaia DR3 y VIRAC2 con respecto a los movimientos propios del Hubble Space Telescope (HST) en observaciones hacia el centro de la Galaxia. Los errores en los movimientos propios en Gaia DR3 están subestimados con respecto a los movimientos propios del HST, por lo que es necesario inflarlos para que sean consistentes entre ambos catálogos. Por otro lado, los movimientos propios en VIRAC2 son consistentes con los datos del HST, por lo que opto por usar esos datos para la búsqueda de estrellas hiper veloces. Con el método desarrollado, identifique 139 estrellas, candidatas a ser hiper veloces, en la parte central de la Galaxia (60 sqdeg alrededor del centro). Estas estrellas son lanzadas hacia afuera espués de una interacción con Sgr A*. Además, identifique más de 1000 estrellas que se mueven a altas velocidades (> 600 km s−1), generadas probablemente en el disco Galáctico, aunque su origen es aun incierto.
En esta tesis propongo una nueva manera de buscar estrellas hiper veloces en la parte central de nuestra Galaxia. Las estrellas hiper veloces se mueven a velocidades alrededor de los 1000 km s−1 y adquieren tal velocidad despues de interactuar con el hoyo negro súper masivo en el centro de la Vía Lactea: Sgr A*. Por ende, estas estrellas nos brindan información sobre i) interacciones dinámicas estelares con Sgr A*, ii) fenómenos en regiones con alta densidad de estrellas, así como iii) sobre las poblaciones de estrellas que habitan esta región de la Galaxia y iv) la presencia de objetos compactos masivos, como podrían ser hoyos negros de masa estelar o intermedia. Las estrellas hiper veloces son extremadamente raras, por lo que para identificarlas fue necesario caracterizar los movimientos propios de las estrellas en los catálogos que uso: Gaia , VVV y VIRAC2 los cuales tienen cientos de millones de datos. Abordo también diferentes maneras de identificar y validar los datos confiables en estos catálogos, lo que resulta en poder extraer e identificar los objetos únicos en estos catálogos, en este caso, las estrellas hiper veloces. El resultado de este trabajo fue la caracterización de los movimientos propios de Gaia DR3 y VIRAC2 con respecto a los movimientos propios del Hubble Space Telescope (HST) en observaciones hacia el centro de la Galaxia. Los errores en los movimientos propios en Gaia DR3 están subestimados con respecto a los movimientos propios del HST, por lo que es necesario inflarlos para que sean consistentes entre ambos catálogos. Por otro lado, los movimientos propios en VIRAC2 son consistentes con los datos del HST, por lo que opto por usar esos datos para la búsqueda de estrellas hiper veloces. Con el método desarrollado, identifique 139 estrellas, candidatas a ser hiper veloces, en la parte central de la Galaxia (60 sqdeg alrededor del centro). Estas estrellas son lanzadas hacia afuera espués de una interacción con Sgr A*. Además, identifique más de 1000 estrellas que se mueven a altas velocidades (> 600 km s−1), generadas probablemente en el disco Galáctico, aunque su origen es aun incierto.
Notas
Tesis (Doctor en Astrofísica)
Palabras clave
Estrellas, Investigaciones