Dynamically self-consistent orbital elements for binaries with joint spectroscopic and astrometric data

Abstract

La masa es el parámetro fundamental que determina la estructura y evolución de una estrella. Sin embargo, medir la masa de las estrellas no es una tarea fácil, por lo que el número de estrellas con masas bien conocidas es bastante limitado. Las Binarias Espectroscópicas (SB), que son el objeto de este trabajo de tesis, proporcionan actualmente el enfoque más eficaz y directo para determinar masas estelares. Con este fin, hemos estado realizando observaciones interferométricas (Speckle) y espectroscópicas de alta resolución (Echelle) de un gran número de sistemas SB para determinar sus parámetros orbitales y sus curvas de velocidad radial. Mediante algoritmos tipo Markov Chain Monte Carlo (MCMC) desarrollados por nuestro grupo, combinamos los datos astrométricos y espectroscópicos y derivamos una solución conjunta a partir de la cual se obtienen las órbitas y las masas. Se distinguen dos tipos de SB: las binarias espectroscópicas de doble línea (SB2), en cuyos espectros se pueden observar las líneas espectrales de ambas componentes, y las binarias espectroscópicas de una sola línea (SB1, que son las más numerosas), en las que sólo se observan las líneas de la componente primaria. En el caso de las SB2, la curva de velocidad radial junto con la órbita astrométrica permiten determinar directamente las masas de los componentes individuales, así como sus paralajes orbitales. En el caso de las SB1, es imposible determinar directamente las masas individuales, pero nuestro algoritmo MCMC permite hacer estimaciones razonables para ellas. En el capítulo 2 presentamos el esquema utilizado, y los resultados obtenidos, para un grupo de sistemas SB2 (Anguita-Aguero et al., 2022), y en el capítulo 3 lo análogo para un grupo de sistemas SB1 (Anguita-Aguero et al., 2023). En la actualidad, las binarias australes están siendo observadas sistemáticamente principalmente por nuestro equipo, lo que hace que nuestro estudio Speckle/Echelle sea único.

Mass is the fundamental parameter that determines the structure and evolution of a star. Measuring the masses of the stars is however not an easy task, so the number of stars with well-known masses is quite limited. Spectroscopic Binaries (SB), which are the the subject of this thesis work, currently provide the most effective and direct approach to determine stellar masses. To this end, we have been securing interferometric (Speckle) and high-resolution spectroscopic observations (Echelle) of a large number of SB systems to determine their orbital parameters and radial velocity (RV) curves. By means of Markov Chain Monte Carlo (MCMC) algorithms developed by our group, we combine the astrometric and spectroscopic data and derive a joint solution from which the orbits and the masses are obtained. Two types of SB are distinguished: double-line spectroscopic binaries (SB2), in whose spectra, the spectral lines of both components can be observed, and single-line spectroscopic

binaries (SB1, which are the most numerous), for which only the lines of the primary com- ponent are easily recognized. In the case of SB2, the RV curve together with the astrometric

orbit allows the masses of the individual components to be determined directly, as well as orbital parallaxes. In the case of SB1s, it is impossible to directly determine the individual masses, but our MCMC algorithm permits to make reasonable estimates for them. In chapter 2 we present the scheme used, and the results obtained, for a group of SB2s

(Anguita-Aguero et al., 2022), and in chapter 3 the analog for a group of SB1s (Anguita- Aguero et al., 2023). We note that southern binaries are currently being monitored systema- tically mainly by our team, which makes our Speckle/Echelle survey unique.