Open Clusters as Tracers of the Galactic Disk

Gli ammassi aperti sono comunemente utilizzati come traccianti delle proprietà e dell'evoluzione del disco Galattico, dato che sono presenti a tutte le distanze Galattocentriche e hanno una ampia distribuzione di età. I cataloghi esistenti includono più di 3000 ammassi, sebbene solo una minima parte sia stata studiata in dettaglio. Lo scopo del lavoro è studiare le proprietà di un campione di ammassi aperti. Questo lavoro si svolge nel contesto della Gaia-ESO Survey (GES). La GES e ùna campagna di osservazioni spettoscopiche al telescopio VLT, con lo strumento FLAMES. Osserverà circa 100,000 stelle nella nostra Galassia e circa un centinaio di ammassi. In questo contesto, la Tesi si propone di: - Studiare le proprietà di un campione di ammassi aperti , per derivare le età, le metallicità da dati di fotometria e spettroscopia. Questo è il primo nucleo di oggetti per la costruzione di un data base omogeneo in grado affrontare il problema della distribuzione di metallicità del disco. I dati di letteratura mostrano chiaramente che autori diversi derivano valori molto diversi e spesso non consistenti della metallicità e in generale dei parametri degli ammassi. - studiare il problema della omogeneità chimica negli ammassi, che è legato alla presenza di popolazioni multiple. Al momento generazioni multiple sono state trovate solo negli ammassi globulari della nostra Galassia e delle nubi di Magellano, ma non sono ancora state individuate negli ammassi aperti. Questo ci lascia con la domanda ancora aperta su quale sia il fattore determinante nella formazione di popolazioni multiple - Si ritiene che la maggior parte delle stelle si formi in ammassi. Ammassi giovani possono darci informazioni sul processo di formazione, dato che ancora mantengono alcune delle proprietà della nube dalla quale si sono formate. I primi dati GES contengono l'ammasso Gamma Velorum, dove sono state identificate due sottopopolazioni. Questo oggetto costituisce un test dei modelli di formazione - Lo studio degli ammassi aperti è fondamentale per definire le proprietà del disco e in particolare per chiarire le caratteristiche del gradiente chimico radiale. La forma esatta del gradiente radiale, come tracciata da varie classi di oggetti(Cefeidi, Nebulose Planetarie, regioni HII) e àncora oggetto di discussione. Gli ammassi aperti suggeriscono un appiattimento del gradiente nel disco esterno. Questo problema è discusso usando gli ammassi. Metodi: I dati GES vengono analizzati da diversi gruppi, con dei tools automatici che sono in grado di processare grandi quantità di dati e produrre risultati ripetibili. Come parte della GES ho sviluppato un tool automatico per misurare le larghezze equivalenti delle stelle FGK. Questo tool (DOOp) si basa su DAOSPEC per fare le misure e ottimizza i parametri fondamentali, rendendo i risultati solidi. DOOp è stato ampiamente testato su stelle sintetiche e osservate. I parametri stellari e le abbondanze chimiche sono state derivate con la procedura automatica FAMA, in grado di gestire grandi quantità di dati. FAMA si basa sul codice MOOG, ampiamente usato in litteratura, e ottimizza i parametri stellari fino a raggiungere l'equilibrio di eccitazione e ionizzazione , secondo il metodo delle larghezze equivalenti. La costruzione di una scala delle metallicitàè stata fondamentale per omogenizzare i risultati ottenuti da metodi diversi. Abbiamo utilizzato un gruppo di stelle di riferimento di proprietà ben conosciute che sono state analizzate con vari metodi inclusi DOOp e FAMA. Questa analisi ha permesso di derivare la precisione e l'accuratezza dei vari metodi. Risultati: L'analisi di dati fotometrici di archivio ha permesso uno studio approfondito di NGC 6705 and Trumpler 20, per i quali ho derivato età rispettivamente di 250-320 Myr e 1.25-1.66 Gyr. L'uso della fotometria VPHAS+ ha permesso di derivare l'estinzione nella direzione dell'ammasso NGC 6705, utilizzando le stelle di red clump come traccianti. Mentre il centro dell'ammasso si trova una regione di bassa estinzione, le regioni esterne sono proiettate contro aree di estinzione più alta e variabile su piccola scala spaziale. Questo rende molto difficile stimare in modo attendibile il raggio mareale dell'ammasso. È stato stimato l'arrossamento differenziale di Trumpler 20 usando le stelle di sequenza principale. Ho derivato una massa di 6850 +/- 1900 M per NGC 6705, dalla funzione di luminosità, anche se la presenza di segregazione di massa e di arrossamento differenziale rendono questo valore un limite inferiore. Nel caso di Trumpler 20 si ricava una massa di 6700 +/- 800 M. Queste determinazioni sono in accordo con i valori ricavati dalla dispersione di velocità. In questo ammasso, l'allargamento anomalo della sequenza principale può essere in parte dovuto all'arrossamento differenziale. Questa ipotesi però non sembra essere in grado di spiegare la struttura peculiare del red clump. Sono state discusse le abbondanze chimiche di NGC 6705, Trumpler 20, and NGC 4815, derivando rispettivamente [Fe/H]=0.10, 0.17 and 0.16 dex. Questi ammassi del disco interno sono chimicamente omogenei. Le loro proprietà sono consistenti con lo scenario nel quale solo ammassi più massicci di circa 10^4 M sono in grado di produrre generazioni multiple. Sono state analizzate le proprietà della regione di formazione stellare Gamma Velorum, dove sono state trovate due popolazioni (A e B) con differenti caratteristiche cinematiche. Simulazioni N-body suggeriscono che la componente B non è gravitazionalmente legata e si sta espandendo rapidamente. Inoltre B ha più bassa densità stellare, ha una distribuzione meno concentrata, ed ha una struttura marginalmente più frattale. Il suo stato superviriale indica che la efficienza della formaione stellare è stata più bassa che nella componente A, o che la nube molecolare originaria è stata dispersa più velocemente. La copresenza di due modi di formazione trovati in questa regione non è peculiare, ma si ritrova in altre regioni giovani nella nostra Galassia e nelle Nubi di Magellano. Sono state ricavate le abbondanze chimiche di alcuni ammassi del disco esterno, Berkeley 22, Berkeley 29, Berkeley 66, and Saurer 1, utilizzando dati di archivio KECK (HIRES). Le abbondanze degli elementi α sono per tutti gli ammassi in accordo con l'ipotesi che si tratti di oggetti di disco e non che siano associati alla struttura trovata nell'anti-centro Galattico. Questi ammassi, insieme a quelli GES hanno permesso di studiare il gradiente radiale del disco, confermando l'appiattimento nelle regioni esterne. La presenza di un gradiente bimodale ha importanti implicazioni per comprendere la formazione del disco ed e' predetta da vari modelli teorici. In particolare e ùn risultato naturale del processo di migrazione radiale.