Lithium and age of pre-main sequence stars

The expectation to date the age of low mass pre-main sequence stars from lithium has been tested by comparing the observed lithium and the predicted abundance by evolutionary models. The test, in this thesis, has been applied on a sample of binary systems whose components have a well known mass or whose mass ratio has been exactly established. The common metallicity and the coevality of the two components of a system are strong constraints to determine the age on the basis of evolutionary codes. To achieve reliable results, by an observational campaign, I have doubled the sample of stars presenting the necessary information for the analysis. Stellar parameters have been determined with the most precise and accurately tested techniques: high resolution spectroscopy along a very large wavelength range and numerical solution of the radiative transfer equation. As to the evolutionary code, I have implemented FRANEC with the very accurate reaction rates as determined with the most reliable experimental technique, the Trojan Horse Method. Since for PMS stars the agreement between observed and predicted lithium abundance can be obtained just tuning the external convective efficiency, I have computed a database of models for different values of the mixing length parameter. Age determination of stars has been carried out by adopting what is nowadays believed to be the most powerful statistical method in the field, the Bayesian analysis. I have extended in an original way this statistical method from binary system with known masses to the most common double lined spectroscopic binaries.

La possibilità di determinare l'età delle stelle di piccola massa in evoluzione verso la sequenza principale è stata verificata comparando l'abbondanza osservata del litio con i valori attesi sulla base di modelli numerici. In questo lavoro di tesi, è stato selezionato un campione di stelle binarie la cui massa delle componenti è stata determinata sulla base della dinamica, quindi senza precedenti ipotesi. La medesima metallicità e età delle componenti di un sistema binario rappresenta un forte vincolo nella determinazione delle soluzioni. In una prima fase ho svolto una campagna spettroscopica allo scopo di ottenere dati omogenei e di elevato segnale rumore per grandi intervalli spettrali. I parametri stellari sono stati determinati dal confronto tra lo spettro osservato e i risultati della risoluzione dell'equazione del trasporto radiativo. Inoltre ho implementato all'interno del codice evolutivo FRANEC i valori più recenti ed esatti, perché ottenuti mediante il metodo del Trojan Horse dei tassi di reazione del litio. Per includere gli effetti della metallicità e della convezione nel bruciamento del litio ho calcolato una griglia di modelli evolutivi per diversi valori della metallicità e della lunghezza di rimescolamento. Il confronto tra dati osservati e i risultati dei modelli evolutivi è stato fatto utilizzando una analisi bayesiana, perché simulazioni numeriche hanno mostrato la sua superiorità rispetto ad altre analisi statistiche. Il formalismo già sviluppato per i sistemi binari le cui masse delle componenti sono note, è stato da me esteso per la prima volta al caso delle binarie i cui spettri mostrano le righe spettrali di entrambe le componenti. Questa estensione mi ha permesso di raddoppiare il numero di sistemi binari utili.