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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.14.2024.tde-06052024-104702
Document
Author
Full name
Thayse Adineia Pacheco
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2024
Supervisor
Committee
Diaz, Marcos Perez (President)
Barbuy, Beatriz Leonor Silveira
Hetem, Jane Cristina Gregorio
Oliveira Filho, Kepler de Souza
Santos, Simone Daflon dos
Trevisan, Marina
Title in English
Hot Subdwarf stars in the integrated light of old stellar populations
Keywords in English
Stellar populations; Stellar spectra; Stellar atmosphere; Subdwarf stars
Abstract in English
Observational evidence indicates that hot Horizontal Branch stars such as Subdwarfs are the most likely candidates to account for the ultraviolet excess of old globular clusters and elliptical galaxies. These hot and evolved components are still missing in most of the libraries used in the synthesis of stellar populations. Due to this, some differences between models based on resolved and integrated light spectral fitting can translate into age differences of up to 50% in low metallicity globular clusters. To address this problem, we first computed a detailed grid of non-LTE fully line-blanketed stellar atmosphere models for hot and moderately cool Horizontal Branch stars. This new library also provides high-resolution spectra and synthetic photometry in the range from 1 000 10 000 Å, covers ten temperatures within 10 000 <= Tef<= 65 000, five surface gravities in the range 4.5 <= log g <= 6.5, two helium abundances matching two extreme helium-rich and helium-poor scenarios, and two limiting metallicity boundaries regarding both solar ([Fe/H] = 0) and Galactic halos ([Fe/H] = -1,5 and [alfa/Fe] = +0,4). Secondly, this library was combined with others in the literature to model the integrated spectra of simple stellar populations based on the color-magnitude diagrams of NGC 2808 and NGC 7089. We propose modifying the CMD-based methodology in literature by directly matching each observed star to a synthetic spectrum in a ten-dimensional color plane, avoiding inaccuracies of current color-Tef relations. This allows us to quantify the impact of Blue and Extreme Horizontal Branches in the integrated flux, which dominates the light in the far ultraviolet. This approach of stellar population synthesis models will help to break the degeneracy between age and Horizontal Branch morphology which is known to affect the integrated light of old stellar populations.
Title in Portuguese
Estrelas subanãs quentes na luz integrada de populações estelares velhas
Keywords in Portuguese
Populações estelares; Espectros estelares; Atmosferas estelares; Subanãs quentes
Abstract in Portuguese
Evidências observacionais indicam que estrelas quentes do Ramo Horizontal, como Subanãs azuis, são as candidatas mais prováveis para explicar o excesso no ultravioleta de aglomerados globulares velhos e galáxias elípticas. Essas componentes quentes e evoluídas ainda estão ausentes na maioria das bibliotecas utilizadas na síntese de populações estelares. Devido a isso, algumas diferenças entre modelos baseados em ajuste espectral de luz integrada e resolvida se traduzem em diferenças de idade de até 50% em aglomerados globulares de baixa metalicidade. Para abordar esse problema, calculamos uma grade detalhada de atmosferas estelares totalmente line-blanketed, não-LTE, para estrelas da Ramo Horizontal quentes e moderadamente frias. Esta nova biblioteca também fornece espectros de alta resolução e fotometria sintética no intervalo de 1.000 a 10.000 Å, cobre dez valores de temperaturas entre 10.000 <= Tef<= 65.000, cinco valores de gravidades superficiais entre 4,5 <= log g <= 6,5, duas abundâncias de hélio que correspondem a dois cenários extremos ricos e pobres em hélio, e dois limites de metalicidade em relação ao solar ([Fe/H] = 0) e halos Galácticos ([Fe/H] = -1,5 e [alfa/Fe] = +0,4). Esta biblioteca foi combinada com outras na literatura para modelar os espectros integrados de populações estelares simples com base nos diagramas cor-magnitude de NGC 2808 e NGC 7089. Propomos modificar a metodologia baseada em diagramas cor-magnitude da literatura, combinando diretamente cada estrela observada com um espectro sintético em um plano em dez dimensões de cor, evitando imprecisões das relações cor-Tef. Isso nos permite quantificar o impacto dos Ramos Horizontais Azul e Extremo no fluxo integrado, que domina a luz no ultravioleta distante. Essa abordagem de modelos de síntese de populações estelares ajudará a quebrar a degenerescência entre idade e morfologia do Ramo Horizontal, que é conhecida por afetar a luz integrada de populações estelares antigas.
 
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Publishing Date
2024-05-07
 
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