Open clusters in Gaia era

The goal of my work is to address the topic of the formation and evolution of the Galactic disk through the properties of open clusters. During my PhD I use photometric and astrometric data to derive open clusters properties such as distance, age, proper motions and metallicity. The aim is to take advantage of the high quality astrometry and photometry of first Gaia data release to build a homogeneous data base and to improve the cluster census. This is the first step towards Gaia second data release exploitation. To analyze large samples of data I develop and validate an automated pipeline. This includes: 1) BASE-9, a free available automated Bayesian analysis tool for parameters determination of stellar clusters, and the automated procedure UPMASK (free available). This procedure uses Principal Component Analysis and k-means clustering to select stars having similar properties on the photometric planes to determine the membership probability. In this work I improve it to deal also with astrometric data. I also improve BASE-9 in order to work with PARSEC isochrones I make use of ESO archive data to analyse the photometry and derive the physical parameters of three clusters namely NGC 2225, NGC 6134 and NGC 2243. I re-analyzed them with BASE-9 to compare the two methods. I used the Gaia first data release parallaxes and proper motions (TGAS), complemented with UCAC4 data, to study a sample of 134 OCs, and the data of the Hot Stuff for One Years catalog to study a sample of 13 OCs. I derived candidate members, proper motions and parallaxes for a sample of about 150 OCs. Using BASE-9 I inferred age, distance and extinction for 39 OCs and metallicity for 34 OCs. Finally, using the Python library galpy, I calculated the orbit of 36 OCs. I find evidences of vertical heating already effective at the time defined by the age of our clusters (~ 1Gyr). No evident sign of radial heating is detected in the same timescale.

L'obiettivo del mio lavoro è quello di affrontare il tema della formazione e dell'evoluzione del disco galattico attraverso le proprietà dei cluster aperti. Durante il mio dottorato utilizzo i dati fotometrici e astrometrici per ricavare proprietà di ammassi aperti come distanza, età, moti propri e metallicità. L'obiettivo è sfruttare l'astrometria e la fotometria di alta qualità del primo rilascio di dati Gaia per costruire una base di dati omparallelogenea e migliorare il censimento del cluster. Questo è il primo passo verso lo sfruttamento del secondo rilascio di dati da parte di Gaia. Per analizzare grandi campioni di dati, sviluppo e convalido una pipeline automatizzata. Ciò include: 1) BASE-9, uno strumento di analisi Bayesiano automatizzato disponibile gratuitamente per la determinazione dei parametri dei cluster stellari e la procedura automatica UPMASK (disponibile gratuitamente). Questa procedura utilizza Principal Component Analysis e k-means clustering per selezionare le stelle con proprietà simili sui piani fotometrici per determinare la probabilità di appartenenza. In questo lavoro lo miglioro per occuparmi anche di dati astrometrici. Miglioro anche BASE-9 per lavorare con isocrone PARSEC Uso i dati dell'archivio ESO per analizzare la fotometria e ricavare i parametri fisici di tre cluster, vale a dire NGC 2225, NGC 6134 e NGC 2243. Li ho analizzati nuovamente con BASE-9 per confrontare i due metodi. Ho usato i primi paralleli di Gaia per il rilascio dei dati e i moti corretti (TGAS), integrati con i dati UCAC4, per studiare un campione di 134 OC e i dati del catalogo Hot Stuff for One Years per studiare un campione di 13 OC. Ho ricavato membri candidati, moti propri e parallassi per un campione di circa 150 OC. Usando BASE-9 ho inferito età, distanza ed estinzione per 39 OC e metallicità per 34 OC. Infine, usando la libreria galpia di Python, ho calcolato l'orbita di 36 OC. Trovo evidenze di riscaldamento verticale già efficaci al tempo definito dall'età dei nostri cluster (~ 1 Gyr). Nessun segno evidente di riscaldamento radiale viene rilevato nella stessa scala temporale.