La mayoría de las estrellas (M < 8 masas solares, Ms) terminan sus vidas con una intensa pérdida de masa en la Rama Asintótica de las Gigantes (AGB), justo antes de que formen nebulosas planetarias (NPs). La intensa pérdida de masa hace que las estrellas AGB sean un contribuyente principal al enriquecimiento del medio interestelar (MI), donde nacen nuevas estrellas y planetas, y por lo tanto a la evolución química de galaxias. Debido a los diferentes mecanismos de reacciones nucleares, las estrellas AGB masivas (M>4-5 Ms) forman isótopos (como 87Rb, 7Li, 14N) muy diferentes de los producidos por AGBs de menor masa y las supernovas. Sin embargo, estrellas individuales no pueden formar las estructuras asimétricas que se observan en estrellas post-AGB y NPs, sugiriendo que la presencia de estrellas binarias podría tener un papel importante en la evolución estelar. Las estrellas en la fase de transición AGB-NP también forman moléculas orgánicas complejas (como hidrocarburos policíclicos aromáticos, fullerenos, y grafeno) y representan un fascinante laboratorio para la Astroquímica. Pretendemos estudiar los últimos estados de la evolución estelar con un énfasis especial en la nucleosíntesis de elementos ligeros y elementos pesados ricos en neutrones en estrellas AGB y en la formación de nanoestructuras de fullerenos y grafeno en estrellas evolucionando desde la AGB al estado de NP.
Proponemos utilizar nuevos modelos de atmósfera dinámicos para explorar los efectos circunestelares en la determinación de abundancias químicas (a partir de líneas atómicas/moleculares) en estrellas AGB de diferentes masas y obtener los patrones químicos de grandes muestras de estrellas AGB galácticas y extra-galácticas observadas por la colaboración SDSS/APOGEE. Esto impondrá severas ligaduras observacionales a los modelos teóricos de nucleosínteisis actuales y representará un gran avance para entender el enriquecimiento del MI y la evolución quimica de sistemas estelares como galaxias y cúmulos globulares. También exploraremos las rutas de formación de nanoestructuras de fullerenos y grafeno en la fase AGB-NP. Estos compuestos orgánicos complejos se encuentran en atmósferas planetarias y cuerpos sólidos del Sistema Solar y su estudio tiene importantes implicaciones para el enriquecimiento del Sistema Solar temprano y posiblemente el origen de la vida en la Tierra. Proponemos explorar este nuevo campo de investigación combinando innovadores estudios observacionales, teóricos, y de laboratorio con la intención de elucidar el mecanismo de formación de nanoestructuras fullerenicas y grafénicas en estrellas evolucionadas y la composisión/estructura de los compuestos carbonáceos responsables de ciertos rasgos astronómicos observados en estos objetos y aún no identificados. Los estudios de laboratorio y teóricos sobre nuevas nanoestructuras fullerénicas/grafénicas indudablemente darán lugar a nuevos descubrimientos en este camplo inexplorado, lo que permitirá la búsqueda de estas moléculas en el espacio y representarán un gran logro en Astroquímica.
Finalmente, exploraremos como la binariedad afecta la evolución AGB. Utilizaremos la base de datos de GALEX para detectar estrellas binarias en NPs a partir de la detección de distribuciones espectrales de doble pico y/o variabilidad. Se analizarán propiedades observacionales como morfología, distribución galáctica, y abundancias químicas para imponer restricciones a la evolución de estos sistemas binarios.