Estudio de la expansión de novas y su difusión en el medio interestelar

Abstract

Las novas son el resultado de la interacción estelar en sistemas binarios, en los que una estrella enana blanca acreta material de una compañera estelar más masiva. Cuando el material acumulado alcanza un valor límite, se produce una explosión termonuclear en la superficie de la estrella que expulsa material altamente procesado al medio interestelar. Este esquema acabará produciendo una nova clásica. Como éstas tienen una vida corta, permiten estudiar su evolución dinámica completa en escalas de tiempo comparables a las de la vida humana. En esta tesis presentamos un estudio sobre la dinámica del material eyectado de novas clásicas, así como modelos espacio-cinemáticos derivados de una serie de imágenes ópticas y observaciones espectroscópicas recientes, los cuales permiten revelar la verdadera morfología de los remanentes nebulares de un evento de nova. Los datos observacionales propios se obtuvieron del NOT y el GTC ambos del observatorio del Roque de los Muchachos en La Palma, España. Además, hemos hecho uso de datos multi-época adquiridos de la base de datos públicos de varios telescopios terrestres con el propósito de comparar el incremento del tamaño angular a través del tiempo. Como principales resultados podemos resaltar que todas las remanentes de nova en la muestra todavía experimentan la fase de expansión libre, lo cual es de esperarse, ya que la masa de la eyección es 7-45 veces mayor que la masa del medio circunestelar barrido. Las remanentes de nova seguirán expandiéndose libremente por períodos de tiempo de hasta unos pocos cientos de años, integrándose en el medio interestelar. Por otro lado, hemos estudiado una muestra de novas a través de observaciones espectroscópicas de resolución intermedia de rendija larga e imágenes directas de banda estrecha. Éstas se usaron para construir modelos espacio-cinemáticos de sus remanentes nebulares utilizando la herramienta de modelado morfocinemático shape para revelar su estructura 3D. Todos estos remanentes de nova, pueden describirse mediante morfologías elipsoidales proladas con diferentes grados de excentricidad. Las propiedades espacio-cinemáticas de las cáscaras elipsoidales de las novas derivadas de nuestros modelos incluyen sus relaciones axiales reales. Se espera que este parámetro se correlacione con la velocidad de expansión y el tiempo de declive t3 de una nova como resultado de la interacción de la eyecta con el material circunestelar y la velocidad de rotación y el campo magnético de la enana blanca. Hemos comparado estos tres parámetros y observamos que existe una anticorrelación entre ellos para los remanentes de nova con morfología elipsoidal, y una correlación entre sus relaciones axiales y los tiempos de declive t3, confirmando la teoría de que las novas con expansión más rápida exhiben morfologías mas esféricas. Finalmente, presentamos observaciones espectroscópicas de campo integral de alta dispersión de MEGARA del GTC de la remanente de nova QU Vul, que proporcionan por primera vez una visión más real y completa en 3D de esta remanente de nova. El análisis tomográfico de la emisión en la línea de Hα revela una estructura física compleja caracterizada por una distribución no homogénea y grumosa del material dentro de la cáscara. La estructura general puede describirse como un elipsoide prolado y comparando la velocidad de expansión en el plano del cielo con la expansión angular se deriva una distancia a la nova. Una ventaja de la espectroscopia de campo integral, es que brinda información sobre la distribución 3D del material dentro de la remanente de la nova, la cual, nos ha permitido reducir la incertidumbre sobre su factor de llenado.