German Title: Enthüllung der Geschichte der Galaxie anhand von junge und alte pulsationsveränderlichen Sternen

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Abstract

This dissertation focuses on classical Cepheids and RR Lyrae stars as tracers of the recent star formation and the early assembly of the Milky Way, respectively.

I use data from the Gaia spacecraft to search for classical Cepheids in Galactic open clusters. I confirm (reject) several Cepheid-cluster associations considered in previous studies as bona-fide and identify new potential cluster Cepheid candidates. I also study the feasibility of using young cluster ages as tests of the Cepheid period-age relation, and conclude that their usage still faces difficulties due to their sparsely populated red giant branches, their stochastically sampled main-sequence turn-offs, and their quick dissolution.

I combine publicly available and proprietary data to study outer halo RR Lyrae stars, in the context of the Halo Outskirts with Variable Stars (HOWVAST) survey. Using Dark Energy Camera data, I search for distant halo RR Lyrae stars and detect ∼ 500 candidates, ∼ 25% of which are not reported in the literature, and 11 of which are new discoveries beyond 100 kpc. I use their pulsation properties and radial distribution to investigate the role that the accretion of satellites play in the formation and shape of the halo. Finally, I derive atmospheric parameters, chemical abundances, and kinematics for a sample of distant halo RR Lyrae stars using Magellan Inamori Kyocera Echelle spectra. I speculate about their origin, looking for hints of their association with satellites and stellar streams, and conclude that the accretion of sub-haloes contributes significantly to building up the outer halo.

The results of this thesis confirm the pivotal role of variable stars as tools to unveil the Milky Way’s evolution.

Translation of abstract (German)

Diese Dissertation konzentriert sich auf klassische Cepheiden und RR-Lyrae-Sterne als Indikatoren für kürzliche Sternentstehung respektive den frühen Aufbau der Milchstraße.

Ich benutze Daten des Gaia Satelliten, um nach klassischen Cepheiden in Galaktischen offenen Sternhaufen zu suchen. Ich bestätige (und verwerfe) mehrere Cepheiden-Haufen-Assoziationen, die in früheren Studien als echt angesehen wurden, und identifiziere neue potenzielle Cepheiden-Haufen-Kandidaten. Ich untersuche auch die Möglichkeit, das Alter junger Sternhaufen als Test für die Beziehung zwischen Periode und Alter der Cepheiden zu verwenden, und komme zu dem Schluss, dass ihre Verwendung aufgrund ihrer dünn besiedelten Roten-Riesen-Äste, der stochastischen besiedelten Hauptreihen-Abzweigungen und ihrer schnellen Auflösung immer noch mit Schwierigkeiten verbunden ist.

Ich kombiniere öffentlich verfügbare und proprietäre Daten, um äußere Halo-RR-Lyrae-Sterne im Rahmen des Halo Outskirts with Variable Stars (HOWVAST) surveys zu untersuchen. Mit den Daten der Dark Energy Camera suche ich nach entfernten Halo-RR-Lyrae-Sternen und identifiziere ∼ 500 Kandidaten, ∼ 25% davon sind in der Literatur nicht beschrieben, und 11 davon sind Neuentdeckungen jenseits von 100 kpc. Ich verwende ihre Pulsationseigenschaften und radiale Verteilung, um die Rolle zu untersuchen, die die Akkretion von Satelliten bei der Bildung und Form des Halos spielt. Schließlich leite ich atmosphärische Parameter, chemische Zusammensetzungen und Kinematik für eine Stichprobe von entfernten Halo-RR-Lyrae-Sternen anhand von Magellan-Inamori-Kyocera-Echelle-Spektren ab. Ich spekuliere über ihren Ursprung, suche nach Hinweisen auf ihre Verbindung mit Satelliten und stellaren Strömen und komme zu dem Schluss, dass die Akkretion von Subhalos wesentlich zum Aufbau des äußeren Halos beiträgt.

Die Ergebnisse dieser Arbeit bestätigen die zentrale Rolle variabler Sterne als Werkzeuge zur Entschlüsselung der Entwicklung der Milchstraße.