Caracterizacio´n de cu´mulos estelares jo´venes alrededor de η-Car por Ing. Ana Mar´ıa Lo´pez Ventura Tesissometidacomorequisitoparcial para obtenerel gradode MAESTRO EN CIENCIAS EN LA ´ ESPECIALIDAD DE ASTROFISICA en el ´ Instituto Nacional de Astrof´ısica, Optica y Electro´nica Febrero 2015 Tonantzintla,Puebla Supervisada por: Dra. Bertha Alicia Porras Jua´rez INAOE c INAOE2015 (cid:13) El autorotorgaalINAOEel permisode reproducirydistribuircopiasen sutotalidado en partes deestatesis Agradecimientos Al INAOE, por brindarme el apoyo necesario para desarrollar este trabajo, y a CO- NACYT quien otorg´o la beca para mi manutenci´on durante mis estudios de maestr´ıa. A mis profesores, quienes compartieron conmigo sus conocimientos en astrof´ısica. A mi asesora Dra. Alicia Porras por guiarme durante toda la realizaci´on de la tesis, acon- sejarme y alentarme para llevarla a buen t´ermino, as´ı como a mis sinodales Dr. Abraham Luna, Dr. Luis Carrasco y Dr. Yalia Divakara, por sus sugerencias para mejorar la calidad de ´este y futuros trabajos de investigaci´on. A mis compan˜eros de generaci´on, David, Gerardo, Leonardo, Omar, Pedro, Sara y Tom´as con los que compart´ı esas largas jornadas de trabajo durante los cursos y de las que sur- gieron esas an´ecdotas que siempre contaremos. Al M. en C. Gerardo Ahuatzi Reyes por su valioso apoyo en la resoluci´on de la numerosas dudas que fueron surgi´endome en cuanto a la programaci´on (en Python). A mi novio Pedro A. Ovando Ram´ırez porque nunca dej´o que decayera mi ´animo, empu- jandome siempre a seguir trabajando y no detenerme a ver cu´anto faltaba, gracias por acompan˜arme siempre. Por u´ltimo, pero no menos importante, agradezco a mi familia, quienes est´an siempre dis- puestos a apoyarme au´n estando lejos, los amo y agradezco enormemente todo lo que me han brindado. iii Resumen La Nebulosa de Carina (NGC 3372) es la m´as grande y con m´as alto brillo superficial en el hemisferio sur, es una regi´on de formaci´on estelar con una gran concentraci´on de estrellas masivas muy luminosas, entre ellas el sistema estelar η-Carina, estas estrellas in- teractu´an con el medio molecular circundante modific´andolo, dispersando o compactando el material, evitando o propiciando as´ı, la nueva formaci´on estelar. En este trabajo de tesis se presentan los resultados de la caracterizaci´on de 12 cu´mulos estelares j´ovenes cercanos a un nu´cleo de material fr´ıo y denso, tanto en la regi´on sur como norte de η-Carina, as´ı como el c´alculo de su eficiencia de formaci´on estelar. Inicialmenteseseleccion´ounamuestrade12cu´mulos,yseobtuvieroncat´alogosIRpu´blicos (2MASS+IRAC+MIPS1) de las regiones al norte y al sur de η-Carina que comprenden los cu´mulos.Mediantediagramasdediagn´osticoIRsedepuraronloscat´alogosyseclasificaron sus fuentes, eliminando fuentes de primer plano y extragal´acticas, y se unieron posterior- mente con cat´alogos de objetos estelares j´ovenes reportados por Povich et al. (2011a) y Gaczkowski et al. (2013). Los centros posibles de los cu´mulos se eligieron visualmente, y para determinar los centros finales, se graficaron curvas de densidad superficial de nu´mero de fuentes analogamente a Tapia et al. (2003) y se tomaron aqu´ellos para los que las curvas se mostraron m´as empina- das.Losradiossedeterminaronconestasmismascurvas,loscu´alesquedaroncomprendidos en el intervalo de 0.8 0.4 pc. ± Tambi´en se determinaron las edades para 10 cu´mulos, con un valor medio de 3 Myr. Adem´as, se determinaron las masas de todos los miembros de acuerdo a su tipo (M(cid:70) =315.4 M ), y la masa de gas+polvo tibio dentro de los l´ımites del cu´mulo (M (cid:12) G+P =318.2 M ), y de polvo m´as fr´ıo y denso (M =78.4 M ) dentro de los cores, con es- (cid:12) P (cid:12) ta informaci´on se calcularon las eficiencias de formaci´on estelar (SFE = 0.44), de cuyos valores interpretamos que los cu´mulos del sur se encuentran en un estado evolutivo m´as temprano que los del norte. v Objetivo El objetivo principal de este trabajo de tesis es localizar y caracterizar en edad y masa, unamuestradecu´mulosestelaresj´ovenescercanosacoresdematerialfr´ıoydenso,tantoen la regi´on sur como norte de η-Carina, as´ı como calcular su eficiencia de formaci´on estelar y estimar en base a ella y su localizaci´on, el estado evolutivo en que se encuentran los cu´mulos. vii ´ Indice general Indice de figuras XI Indice de tablas XV 1. Introducci´on y Motivaci´on 1 1.1. La Nebulosa de Carina y su contenido estelar . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1. La estrella η-Carina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2. Retroalimentaci´on por estrellas masivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3. Cu´mulos Estelares J´ovenes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3.1. Definici´on de cu´mulos estelares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.2. Cu´mulos embebidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2. Selecci´on de grupos estelares j´ovenes 15 2.1. Metodolog´ıa para la selecci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.1. Criterios de selecci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2. Cat´alogos Infrarrojos por regi´on. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3. Depuraci´on de cat´alogos infrarrojos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.1. Diagrama color-color JHK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.2. Diagrama (J)vs(J-H) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.3. Diagramas color-color IRAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3. Caracterizaci´on de cu´mulos 29 3.1. Centros y radios de los cu´mulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.2. Distribuci´on espacial de fuentes en cada cu´mulo . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3. Extinci´on promedio de cada cu´mulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.4. Edad de los cu´mulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 ix x ´INDICE GENERAL 4. Eficiencias de formaci´on estelar 59 4.1. Masa estelar de cada cu´mulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.2. Masa del gas y polvo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.3. Masa de los cores AzTEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.4. Eficiencia de formaci´on estelar en cu´mulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 5. Conclusiones 69 A. Densidad num´erica superficial y radio final 71 Bibliograf´ıa 85