Multiple stellar populations in Globular Clusters: spectroscopic evidence

Globular cluster (GC) stars have occupied a fundamental role in our understanding of stellar evolution thanks to the assumption that their stars can be idealized as a simple stellar population, i.e. coeval and chemically homogeneous. However, there is a growing body of observational facts which challenge this traditional view, revealing the presence of multiple stellar populations in GCs. In this thesis I present my contribution to the study of multiple populations in GCs mainly from the spectroscopic point of view. By taking advantage of high and mid-resolution spectra collected at various telescopes, I studied the chemical abundances for large sample of stars in the GCs, M4, M22, and Omega Centauri. All the three studied cases show evidence of multiple populations, but they reveal themselves in different ways, indicating that these GCs have experienced different enrichment histories. Thanks to the analysis of chemical content of stars belonging to distinct stellar populations, important informations have been obtained on the nature of the progenitors that enriched the intracluster medium from which the second generation formed.

Il ruolo fondamentale che gli ammassi globulari (AG) hanno storicamente occupato negli studi di evoluzione stellare si deve all'assunzione per cui tutte le stelle di un ammasso costituiscano una popolazione stellare semplice, cioe' siano coeve e chimicamente omogenee. Tuttavia, una crescente quantita' di dati osservativi sta mettendo in crisi questa visione tradizionale, rivelando la presenza di popolazioni stellari multiple all'interno di uno stesso AG. In questa tesi discutero' il mio contributo, principalmente spettroscopico, allo studio delle popolazioni multiple in AG. Dall'analisi di spettri ad alta e media risoluzione ottenuti in diversi telescopi, ho determinato le abbondanze chimiche per vasti campioni di stelle negli AG M4, M22 e Omega Centauri. Tutti e tre i casi di AG studiati mostrano evidenze di popolazioni multiple, che si manifestano pero' in maniera differente, indicando che questi oggetti hanno subito una diversa evoluzione di arricchimento chimico. Grazie all'analisi del contenuto chimico di stelle appartenenti a popolazioni distinte, sono state ottenute importanti informazioni sulla natura dei progenitori che hanno arricchito il mezzo dal quale si e' formata la seconda generazione di stelle.