Carmenes-ucmpreparación científica, multiplicidad, actividad cromosférica y cinemática

Resumen

Las estrellas tipo M son las más numerosas de la Galaxia. Debido a que son poco masivas, son objetivos óptimos para la caza de exoplanetas con el método Doppler, que saca provecho del elevado cociente entre la masa del planeta y la masa de la estrella. Esta tesis se ha desarrollado en el marco del proyecto CARMENES, bajo el auspicio del Consorcio homónimo. El instrumento CARMENES, un espectrógrafo de alta resolución con un canal visible y otro infrarrojo, está situado en el telescopio de 3.5 m en el Observatorio de Calar Alto (Almería, España). Su propósito principal es la detección de exo-Tierras en la zona de habitabilidad de las enanas M. Operativo desde enero de 2016, observará una selección de 300 estrellas M durante los próximos tres años. Para una selección adecuada, he construido Carmencita, un catálogo de ~2200 enanas M. Contiene docenas de parámetros, incluyendo astrometría precisa, fotometría, información sobre multiplicidad e indicadores de actividad, entre otros. Estos parámetros han sido recopilados principalmente de la literatura, pero también se han derivado a partir de imágenes y espectros de baja y alta resolución por parte de miembros del Consorcio. En este trabajo presento distancias espectro-fotométricas para casi 900 enanas M, movimientos propios para más de 500 enanas M y componentes de velocidades galactocéntricas para cerca de 1600 enanas M. Además, cuatro estrellas M de Carmencita son candidatos viejos del halo Galáctico y 354 pertenecen a grupos jóvenes de movimiento, la mayoría de las cuales están entre las 446 estrellas asociadas al disco joven de la Galaxia. Listo además las 50 estrellas más activas de Carmencita. La fracción de multiplicidad a cualquier rango de separaciones angulares es del 9.1% en Carmencita y del 26.5-28.7% en dos muestras distintas limitadas en volumen. Las distribuciones de separaciones físicas proyectadas de los sistemas con primarias M en Carmencita y estas dos muestras siguen una ley de potencias de acuerdo con la ley de Öpik en el intervalo entre 1 au y 3160 au. En el primer artículo publicado en esta tesis, confirmamos la binariedad de 52 sistemas con al menos una enana M y descartamos otros dos a partir de catálogos astrométricos y de imágenes de baja resolución en la banda R de Johnson que tomamos con los instrumentos TCP y CAMELOT del telescopio IAC80 en el Observatorio del Teide (Tenerife, España). Proporcionamos separaciones angulares, estimamos masas y periodos para los 52 sistemas. En el segundo artículo publicado, observamos 490 enanas M supuestamente aisladas en la banda I de Johnson con el instrumento de lucky imaging FastCam del telescopio Carlos Sánchez en el Observatorio del Teide. Detectamos 80 compañeras (30 nuevas), de las cuales 17 presentan variaciones orbitales en cinco años. La fracción de multiplicidad es de 19.5+-2.3% en una muestra corregida de bias para separaciones angulares entre 0.2 y 5 arcsec (1.4-65.6 au). La contribución de binarias y sistemas múltiples de la literatura a otros rangos de separaciones angulares incrementa esta fracción hasta, al menos, el 36%. Proporcionamos masas y periodos para todos los pares detectados. Para completar la búsqueda de sistemas en Carmencita, he llevado a cabo una búsqueda de compañeros de movimiento propio usando los catálogos de movimiento propio PPMXL, UrHip y APOP. He encontrado 13 posibles compañeras con separaciones entre 30 y 430 arcsec (640 y 9600 au). Cinco compañeras tienen masas en el límite o por debajo de la quema de hidrógeno. Tres de ellas tienen además las energías de ligaduras más bajas y son candidatos a los grupos de beta Pictoris y Ursa Major o al disco joven de la Galaxia. El catálogo Carmencita será un recurso público de gran potencial que servirá no sólo para la selección de la muestra de CARMENES, sino también para una mejor caracterización de estas estrellas frías y poco masivas.