Mira variable stars in globular clusters

Bc. Kateřina Neumannová

Master's thesis

Abstract:

Cílem této práce bylo studovat miridy ve výduti a v halo naší galaxie včetně těch, které se nacházejí v kulových hvězdokupách. Získali jsme data pro 1608 mirid ve výduti, z toho 308 se nachází v 15 kulových hvězdokupách. Pro hvězdy v halo jsme získali 1954 mirid, z toho 4 se nachází ve 3 kulových hvězdokupách. Miridy ve výduti vykazují bimodální distribuci metalicity s vrcholem pro -0,4 dex a +0,5 dex, zatímco miridy v halo mají největší četnost pouze pro metalicitu +0,5 dex. Při studiu závislosti periody na metalicitě se neukázal žádný trend, ale perioda mirid ve výduti je v průměru o 30 dnů delší než pro miridy v halo. Rozdělení typu mirid na O/C (kyslíkové/uhlíkové) bylo určeno z programu Upsilon, světelných křivek, barevně barevného nebo barevně magnitudového diagramu, s tím, že ve výduti hojně převládají O miridy oproti C miridám. Závislost logaritmu periody o základu 10 na magnitudě v infračervené části spektra nám dává lineární závislost s tím, že při využití filtru v optické části spektra se závislost převrací. Kulové hvězdokupy Ter 6 a Djor 1 ve výduti vykazují vysokou extinkci ve srovnání s ostatními kulovými hvězdokupami. Pohyblivý barevný diagram magnitudy vykazuje v případě halo i výdutě vysoké amplitudy změn jasnosti související se silnými pulzacemi mirid. Kromě toho miridy v halo se nachází ve dvou oblastech na diagramu, přičemž jedna se nachází v oblasti velmi nízkých teplot, zatímco druhá v oblasti velmi vysokých teplot. Po korekci ovlivnění extinkcí zůstávají hodnoty zbavené zčervenání pro halo i výduť v souladu s původními závislostmi, což potvrzuje stabilitu našich analýz.

Abstract:

The aim of this thesis was to study Miras in the bulge and halo of our galaxy, including those in globular clusters. We obtained data for 1608 Miras in the bulge of which 308 are located in 15 globular clusters. For the stars in the halo, we obtained data for 1954 Miras of which 4 are located in 3 globular clusters. Miras in the bulge show a bimodal metallicity distribution with a peak for -0.4 dex and +0.5 dex, while Miras in the halo have the highest abundance only for +0.5 dex metallicity. When studying the dependence of period on metallicity, no trend is shown, but the period of Miras in bulge is on average 30 days longer than for Miras in halo. The O/C (Oxygen/Carbon) distribution of Miras type was determined from Upsilon, light curves, color-color or color-magnitude diagrams, with O Miras being more abundant in bulge than C Miras. The dependence of the logarithm of the base 10 period on magnitude in the infrared part of the spectrum gives us a linear dependence, with the dependence inverting when a filter is used in the optical part of the spectrum. The globular clusters Ter 6 and Djor 1 in the bulge show high extinction compared to other globular clusters. Moving color-magnitude diagrams show high amplitudes of luminosity changes associated with strong Miras pulsations in both the halo and bulge cases. In addition, Miras in the halo are located in two regions on the diagram, one in the very low effective temperature region, while the other in the very high effective temperature region. After correcting for extinction effects, the dereddened values for both halo and bulge remain consistent with the original dependencies, confirming the stability of our analyses.

Keywords

Kulová hvězdokupa, Globular cluster, Proměnná hvězda, Variable star, Metalicita, Metallicity, Mirida, Mira

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 1. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 14. 2. 2024
• Supervisor: doc. Ernst Paunzen, Dr.rer.nat
• Reader: RNDr. Jan Janík, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Astrophysics