Transient variability and variability of massive stars with the Hubble space telescope

Το υψηλότερο μέρος του διαγράμματος της αστρικής εξέλιξης H-R φιλοξενεί κάποιους από τους πιο αινιγματικούς τύπους αστέρων, τους αστέρες μεγάλης μάζας (Μαστέρα> 8 Μηλίου). Η κατανόηση του φυσικού μηχανισμού των αστέρων μεγάλης μάζας είναι μείζονος σημασίας για την αστρονομία καθώς οι πηγές αυτές έχουν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη του Σύμπαντος. Είναι οι προγεγννήτορες διάφορων υποκατηγοριών υπερκαινοφανών αστέρων, είναι υπεύθυνες για τον εμπλουτισμό του Σύμπαντος με UV ακτινοβολία ενώ κατά την κατάρρευσή τους ως μελανές οπές σημειώνονται εκλάμψεις ακτίνων-γ (gamma ray bursts) . Τα φαινόμενα παροδικής μεταβλητότητας, είναι αστρονομικά αντικείμενα ή φαινόμενα που η διάρκειά τους κυμαίνεται από δευτερόλεπτα έως μερικά έτη. Παραδείγματα φαινομένων παροδικής μεταβλητότητας αποτελούν οι υπερκαινοφανείς και καινοφανείς αστέρες, καθώς και οι εκλάμψεις ακτίνων-γ. Το διαστημικό τηλεσκόπιο του Hubble από το 1991 έχει δημιουργήσει μία από τις μεγαλύτερες αστρονομικές βάσεις δεδομένων που προσφέρεται για την μελέτη τόσο των αστέρων μεγάλης μάζας όσο και των πηγών παροδικής μεταβλητότητας σε αποστάσεις μεγαλύτερες της τοπικής ομάδας γαλαξιών. Η παρούσα διατριβή χωρίζεται σε δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος αναλύεται η μεθοδολογία της διερεύνησης του πληθυσμού των αστέρων μεγάλης μάζας στου γαλαξίες NGC 1326Α, ΝGC 1425, NGC 4535 και NGC 4548 χρησιμοποιώντας εικόνες WFPC2 από το διαστημικό τηλεσκόπιο του Hubble στα φίλτρα F555W και F814W. Με PSF φωτομετρία, ανιχνεύσαμε 11402 υποψηφίους κυανούς, 4640 ερυθρούς και 3155 κίτρινους υπεργίγαντες, εκτιμήσαμε τον λόγο των κυανών προς ερυθρών υπεργιγάντων συναρτήσει της απόστασης από το κέντρο του εκάστοτε πεδίου και μελετήσαμε το recent star formation history του κάθε πεδίου. Εξετάσαμε τους τέσσερις γαλαξίες για μεταβλητούς αστέρες χρησιμοποιώντας τρεις δείκτες μεταβλητότητας βρήκαμε 363 νέους μεταβλητούς αστέρες. Με χρήση των μοντέλων αστρικής εξέλιξης MESA models χαρακτηρίσαμε τους μεταβλητούς αστέρες ανάλογα με τη μάζα και θέση τους στο CMD. Ανάμεσα στους νέους μεταβλητούς αστέρες αναφέρουμε 8 κυανούς υπεργίγαντες, 19 κίτρινους υπεργίγαντες, 29 ερυθρούς υπεργίγαντες και έναν υποψήφιο LBV αστέρα. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής αναλύεται η μεθοδολογία εύρεσης νέων αστέρων με εύρος καμπύλης φωτός μεγαλύτερο του 1 μεγέθους με τα νέα δεδομένα του Καταλόγου Μεταβλητών του Ηubble (HCV; Bonanos et al. 2019). Ο κατάλογος μεταβλητών του Hubble περιέχει όλες της πηγές που χαρακτηρίστηκαν μεταβλητές μέσα από μια ενδελεχή ερευνά μεταβλητότητας και περιέχονται στον κατάλογο πηγών του Hubble (Hubble Source Catalog; Whitmore et al. 2016). Προκειμένου να εντοπίσουμε τις πηγές παροδικής μεταβλητότητας αρχικά ψάξαμε σε ολόκληρο τον HCV για μεταβλητούς αστέρες με εύρος μεταβλητότητας στην καμπύλη φωτός τους πάνω από 1 μέγεθος. Με την ερευνά μας συνολικά εντοπίσαμε 6500 μεταβλητούς αστέρες με αυτό το χαρακτηριστικό εκ των οποίων οι 1107 είχαν παρατηρηθεί σε παραπάνω από ένα φίλτρο. Ύστερα από την αναζήτηση της βιβλιογραφίας συνολικά εντοπίστηκαν 238 νέοι αστέρες που παρουσιάζουν τέτοιου είδους μεταβλητότητα σε παραπάνω από ένα φίλτρο. Για αυτές της πηγές κατασκευάσαμε τα διαγράμματα μεγέθους-χρώματος και τις καμπύλες φωτός τους ενώ αναφέρουμε 2 πηγές παροδικής μεταβλητότητας με χρόνο μεταβολής από 2-5 ημέρες και 2 υπερκαινοφανείς αστέρες. Συνοψίζοντας, δημιουργήσαμε τέσσερις καταλόγους με αστέρες μεγάλης μάζας και μεταβλητούς αστέρες και έναν κατάλογο με μεταβλητούς αστέρες μεγάλου εύρους από τον HCV οι οποίοι θα αποτελέσουν χρήσιμα εργαλεία για μελλοντικές μελέτες.