Detection, characterisation and use of open clusters in a Galactic context in a Big Data environment

• Autores: Alfred Castro Ginard
• Directores de la Tesis: Francesc Xavier Luri Carrascoso (dir. tes.) , Carme Jordi Nebot (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2021
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Minia Manteiga (presid.) , Francesca Figueras Siñol (secret.) , Joao Alves (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • Los cumulos estelares abiertos son conjuntos de estrellas, ligadas gravitacionalmente, nacidas de la misma nube de gas molecular que tienen propiedades similares. Estos cumulos son trazadores populares de la estructura del disco Galactico, como los brazos espirales. El segundo lanzamiento de datos de Gaia, con mas de 1300 millones de estrellas, imposibilita la deteccion de cumulos a partir de metodos tradicionales debido al gran volumen del catalogo.

    Por eso, el desarrollo de tecnicas automaticas para este n ha aumentado juntamente al volumen de los catalogos a analizar.

    Hemos desarrollado una metodologa para la busqueda a ciegas de cumulos abiertos en el disco Galactico. Hemos usado un algoritmo de clustering, DBSCAN, para encontrar sobredensidades en el espacio astrometrico de cinco dimensiones de Gaia. La implementacion del metodo de clustering en un entorno de Big Data, en el superordenador MareNostrum, nos permite buscar cumulos basandonos en sus propiedades fsicas. Las sobredensidades detectadas se identi can como cumulos abiertos reales a traves de una red neuronal que reconoce isocronas en un diagrama de color-magnitud.

    La automatizacion del procedimiento de deteccion con el uso de tecnicas de Big Data, ha resultado en mas de 650 nuevos cumulos. Estos nuevos cumulos representan un tercio de la poblacion actual, y es la contribucion individual mas grande al catalogo. Hemos podido estimar las propiedades fsicas de los cumulos como la distancia, edad y extincion, usando una red neuronal entrenada sobre cumulos conocidos. Usamos esta informacion, juntamente con medidas de velocidad radial, para trazar la estructura espiral de nuestra Galaxia asociando los cumulos abiertos jovenes (< 30 millones de a~nos) al brazo espiral donde se han formado. Con esto, hemos aumentado el numero de trazadores de brazos espirales, a~nadiendo 264 cumulos jovenes a los trazadores usados tradicionalmente. Esto nos ha permitido estimar mejor los parametros actuales de estos brazos. Analizando la distribucion en edad de los cumulos dentro de los brazos espirales, y calculando la velocidad con la que los brazos se mueven a partir de las orbitas de los cumulos, hemos podido desfavorecer la teora clasica de onda de densidad como el mecanismo principal de formacion de estructura espiral, favoreciendo un comportamiento mas transitorio de los brazos.