ESTRELLAS DOBLES

Autor: BALASTEGUI MANSO ANDREU.
Año: 2005.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FACULTAD DE FÍSICA.
Centro de realización: UNIVERSIDAD DE BARCELONA.

Resumen: Los estallidos de rayos gamma (del inglés gamma-ray bursts o GRBs para abreviar) se han clasificado tradicionalmente en GRBs cortos y duros, y GRBs largos y blandos, de acuerdo a la distribución biomodal de sus duraciones. Esta clasificación propone una frontera, a T90=2 s, para separar los GRBs cortos de los largos. En realidad, las distribuciones de duraciones de GRBs cortos y largos deben tener un intervalo de duraciones donde se solapan, y la clasificación clásica es incapaz de clasificar GRBs en esta región. Esta tesis propone una nueva clasificación de GRBs. Mediante el uso de múltiples variables intrínsecas al GRB y mediante el uso de algoritmos de clasificación automática propios de la inteligencia artificial, como son el análisis de clusters y las redes neuronales, se consigue una clasificación objetiva de GRBs con la que podemos discriminar a qué clase pertenece cada GRB incluso en la región de solapamiento de la distribución de duraciones. Además, esos algoritmos sugieren la existencia de 3 clases de GRBs diferentes. Presentamos pues, dos clasificaciones de GRBs, una de dos clases (2-I y 2-II) y otras en tres clases (3-I, 3-II y 3-III). La clasificación en dos clases recupera las características de la clasificación clásica de GRBs, mientras que la clasificación en tres clases propone una nueva clase de GRBs de duración intermedia y blandos. En esta clasificación los GRBs de clase 3-III tienen como principal característica una evolución de la luminosidad con el redshift. Son estos GRBs los candidatos ideales a provenir del colapso de estrellas muy masivas a través del fenómeno conocido como colapsar. Por otra parte, los GRBs de clase 3-I y 3-II se dan a distancias medias menores que los de clase 3-III, siendo candidatos ideales a provenir de la fusión de sistemas dobles compactos. La segunda parte de la tesis está dedicada a la determinación de parámetros extragalácticos de los GRBs como son su ritmo de explosión en función del redshift y su función de luminosidad. La medida se realiza mediante el ajuste de la distribución de intensidades de los GRBs, también conocida como diagrama log N-log P. En esta tesis se ha parametrizado el ritmo de explosión de GRBs y su función de luminosidad con mayor libertad que otros trabajos, y se han ajustado ambos a la vez. Se presentan resultados para cada una de las clases de GBRs reportadas en la primera parte de la tesis. Debido a que los GRBs de clase 3-III proceden del colapso de estrellas masivas su ritmo de explosión es proporcional a la tasa de formación estelar. Mediante el ritmo de explosión de los GRBs de clase 3-III deducimos que la historia de la formación estelar en el Universo comenzó de forma repentina y a un ritmo altísimo, con lo que se conoce como un outburst de formación estelar. Mediante el ajuste de la distribución de intensidades de los GRBs también se pueden determinar los parámetros cosmológicos omegaM y omega ^. Se muestra aquí también la competitividad del método en relación a otros utilizados recientemente (supernovas de tipo la, CMB y clusters de rayos X). Finalmente se presentan una serie de simulaciones que muestran un gran potencial de mejora en la precisión del método cuando se aumente el número de GRBs conocidos en un orden de magnitud.