De veelheid aan B-type sterren

B-type sterren hebben temperaturen tussen 10.000 en 30.000 K en massa's tussen ongeveer 3 en 15 zonsmassa's. Dit plaatst ze allebei in het regime van sterren met een gemiddelde massa, maar ook van massieve sterren, die beide duidelijk verschillende stellaire structuren, evolutiepaden en eindproducten hebben. Hoewel sterren met een gemiddelde massa meer voorkomen in het heelal, zijn het de massieve sterren (geboren met meer dan 8 zonsmassa's) die het energiebudget van stervormende sterrenstelsels domineren, sterke stellaire winden hebben, sterk ioniserende straling en een aanzienlijke impact hebben op hun omgeving via hun energetische dood als supernovae. Een kenmerk van massieve sterren is dat de meerderheid van hen in binaire of meervoudige systemen van hogere orde lijkt te zijn, wat het evolutionaire pad van de aangesloten sterren drastisch kan veranderen als ze dichtbij genoeg zijn om te interageren, en zwaartekrachtgolfgebeurtenissen zoals binair zwart kan veroorzaken. fusies van gaten.

Dit doctoraatsproefschrift biedt observatiebeperkingen voor de veelheid aan B-type sterren in de Melkweg. De eerste stap hierin is de analyse van multi-epoch VLT/FLAMES optische spectroscopie van 80 B-type sterren in de galactische open sterrenhoop NGC 6231. We volgen de radiale snelheden (RV) van deze sterren. Voor de sterren met statistisch significante variatie in hun RV's zoeken we naar periodiciteit in deze variaties en passen we orbitale oplossingen toe op de gemeten RV's. We beperken een waargenomen spectroscopische binaire fractie van 33 ± 5% voor deze sterren, en een intrinsieke binaire fractie van 52 ± 8% bij het corrigeren voor waarnemingsfouten. 15 enkellijnige spectroscopische dubbelsterren (SB1's) en 5 dubbellijnige spectroscopische dubbelsterren (SB2's) werden geïdentificeerd in het monster, en bijgevolg werden orbitale parameterverdelingen van de B-type dubbelsterren verkregen. De gemeten binaire fractie suggereert dat B-type sterren minder vaak worden aangetroffen in binaire systemen dan hun O-type tegenhangers met een hogere massa, wat mogelijk suggereert dat de frequentie van dubbelsterren een massa-afhankelijkheid heeft. De verkregen orbitale eigenschappen lijken over het algemeen op die van B- en O-type sterren in en buiten de Melkweg.

De volgende stap in de studie van de B-type dubbelsterren van NGC 6231 in dit proefschrift is de analyse van de geïdentificeerde SB1's in het monster. Het tweede deel van het proefschrift heeft tot doel de verborgen metgezellen van de SB1's te karakteriseren. Fourier spectrale ontwarring wordt toegepast op de spectra van de SB1's om de vermeende handtekeningen van zwakke metgezellen te extraheren, zodat nieuw ontwarde SB2's worden geïdentificeerd. In het geval dat een zwakke metgezel niet uit de spectra kan worden gehaald, voeren we atmosferische en evolutionaire aanpassing uit en gebruiken we de binaire massafunctie van elke SB2 verkregen in de eerste studie om de levensvatbaarheid van elk doelwit te bepalen van het herbergen van een compacte objectmetgezel, d.w.z. een zwart gat (BH) of neutronenster (NS). Zeven van de 15 originele SB1's bleken SB2-systemen te zijn met massaverhoudingen tot 0,1. Van de overige acht doelen zijn er vier kandidaten voor het herbergen van NS'en en BH's, gezien hun geschatte metgezelmassa's. Twee van deze doelen, HD 152200 en CXOU J165421.3-415536, hebben begeleidende massabereiken van 1 en 3,5 Msun, wat binnen het geschatte massabereik voor Galactische NS'en ligt. De andere twee, V * V946 Sco en CD-41 11038, hebben geschatte begeleidende massa's tussen respectievelijk 2,5 en 8 zonsmassa's en 1,6 tot 26 zonsmassa's, wat binnen het geschatte massabereik voor galactische BH's ligt. Echter, een ondubbelzinnige bevestiging van deze systemen als röntgen-stille compacte objecten die dubbelsterren herbergen, zal alleen het resultaat zijn van fotometrische en interferometrische vervolgwaarnemingen van deze objecten.

De laatste stap in dit proefschrift was het analyseren van het gehele B-type stermonster van NGC 6231, met als doel de spindistributie van het monster homogeen af te leiden en te vergelijken met eerder afgeleide distributies van verschillende clusters en OB-associaties in de Melkweg en de Magelhaense Wolken. Op deze manier kan de impact van leeftijd en metalliciteit op de spinverdeling van B-type sterren bestudeerd worden. We voerden atmosferische aanpassing uit op het monster, waardoor de stellaire parameters, inclusief de geprojecteerde rotatiesnelheid, werden beperkt. De opgehaalde fysieke parameters staan op gespannen voet met de verwachte leeftijd van het cluster, maar de beperkte geprojecteerde rotatiesnelheden worden als betrouwbaar beschouwd. De spindistributie van de B-type sterren in NGC 6231 komt in grote lijnen overeen met andere B-sterpopulaties in de Grote en Kleine Magelhaense Wolken, en laat-type B-type sterren hebben de neiging om dichter naar hun kritische ("break-up" ) snelheden dan eerder-type B-type sterren. B-type sterren in dubbelsterren hebben ook de neiging langzamer te roteren dan hun tegenhangers met een enkele ster.