RT info:eu-repo/semantics/masterThesis
T1 The source of gas fuelling star-formation in EAGLE galaxies
A1 Scholz Díaz, Laura Elizabeth
A2 Máster Universitario en Astrofísica
AB ResumenEste Trabajo de Fin de M´aster aborda el papel de la acreci´on de gas en relaci´on conla formaci´on estelar en galaxias de la simulaci´on hidrodin´amica cosmol´ogica eagle. Enel panorama actual de la formaci´on y evoluci´on de galaxias se estima que la acreci´on de gastiene una funci´on fundamental desde un punto de vista te´orico, aunque observacionalmentecontin´ua siendo una cuesti´on bastante compleja. Por ello, la evidencia observacional deeste fen´omeno es m´as bien indirecta.La relaci´on fundamental de metalicidad (FMR) es un ejemplo de evidencia observacional indirecta. Esta consiste en que para una masa estelar dada, galaxias con alta formaci´onestelar (SFR) tienen gas con baja metalicidad (Zg). Adem´as, esta anti-correlaci´on tambi´enha sido vista localmente en galaxias espirales del Universo Local, donde hay regiones enlos discos de las galaxias que presentan alta SFR y baja Zg. Una posible explicaci´on deesta anti-correlaci´on se basa en la acreci´on de gas poco met´alico, que podr´ıa ser capaz dealimentar la formaci´on estelar localmente al mismo tiempo que disminuir la metalicidadmedia del gas.Por otra parte, el desarrollo de simulaciones num´ericas en las ´ultimas d´ecadas juntocon los avances observaciones en el campo de la formaci´on y evoluci´on de galaxias hanfacilitado que las simulaciones cosmol´ogicas de vanguardia se hayan convertido en unherramienta fundamental para el estudio te´orico de galaxias. En concreto, las simulacioneshidrodin´amicas del proyecto eagle proporcionan poblaciones de galaxias realistas envol´umenes cosmol´ogicos grandes al mismo tiempo que reproducen una gran cantidad deobservables. En este trabajo se investiga el gas que mantiene la formaci´on estelar engalaxias de eagle.De esta forma, en la primera parte de este trabajo se estudia la procedencia del gasque alimenta la formaci´on estelar reciente en galaxias centrales de eagle. Para ello, seidentifican las part´ıculas de gas que est´an formando estrellas en galaxias a un determinadodesplazamiento al rojo, z. Despu´es, se localizan estas part´ıculas en un instante anterior, azprev, correspondiente a un snapshot anterior de la simulaci´on. Se lleva a cabo este an´alisisen dos ´epocas diferentes, z = 0 y z = 2.01, ya que, teniendo en cuenta la historia c´osmicade formaci´on estelar, la formaci´on estelar es considerablemente m´as activa alrededor deun desplazamiento al rojo de 2 y luego decae a tiempos menores. De esta forma, paraambos casos se seleccionan las estrellas nuevas formadas entre zprev y z, que correspondenintervalos algo mayores a 1 Gyr. Una vez se ha identificado el gas que ha formado estasestrellas en un tiempo anterior, se hace una clasificaci´on seg´un la localizaci´on de este gasen zprev, distinguiendo cinco categor´ıas diferentes: 1. el gas que estaba gravitacionalmenteligado a la galaxia a zprev; 2. el gas que no est´a ligado a ninguna galaxia a zprev; 3. el gas ligado a otra galaxia a zprev que produjo un minor merger ; 4. el gas ligado a otragalaxia a zprev que produjo un major merger ; 5. el gas ligado a una galaxia ‘oscura’ a zprevque produjo un merger. Se define como galaxia ‘oscura’ a galaxias que principalmentecontienen gas y materia oscura, siendo su masa estelar menor que un 5% de su masabari´onica.Los resultados obtenidos en este an´alisis indican que hay una diferencia entre losprocesos que mantienen la formaci´on estelar en las galaxias a diferentes ´epocas. Seobserva aunque el gas que ya estaba en la galaxia a zprev domina la formaci´on estelaren ambas ´epocas, a m´as alto z el gas que proviene de fuera de las galaxias tiene unamayor contribuci´on en la formaci´on estelar. Adem´as, el n´umero de galaxias que tienenestas contribuciones de gas acretado recientemente tambi´en aumenta considerablementea mayor z. Aun as´ı, a bajo z hay galaxias de baja masa que sufren major mergers oreciben gas poco met´alico de galaxias ‘oscuras’, para las cuales la contribuci´on en masanueva de estrellas debido a gas acretado proveniente de estas fuentes es considerablementealta en comparaci´on con las galaxias de m´as alta masa. Adem´as, las variaci´on de lascontribuciones de gas acretado con la masa de la galaxia es m´as uniforme a alto z.En la segunda parte del trabajo se emplean galaxias centrales de disco a z = 0, paraestudiar si la relaci´on local entre Zg y ΣSFR (densidad superficial de tasa de formaci´onestelar) presente en galaxias espirales cercanas tambi´en est´a presente en la simulaci´on.Estas galaxias se seleccionan en la simulaci´on aplicando criterios ya expuestos en trabajosanteriores, que mediante la restricci´on de las propiedades cinem´aticas y de las formasde las galaxias de eagle, pueden identificar sus morfolog´ıas. Una vez seleccionada lamuestra, se crean mapas proyectados de Zg y de ΣSFR. A continuaci´on, estos mapas seutilizan para caracterizar la relaci´on local entre estas dos cantidades, y su dependenciacon la masa estelar. As´ı, se separan las galaxias en intervalos equiespaciados de masay para cada uno de ellos, se realiza una ajuste lineal al gr´afico de dispersi´on entre Zg yΣSFR de todas las galaxias que pertenecen a dicho intervalo. Se comparan las pendientesobtenidas de estos ajustes lineales para cada rango de masa estelar con los resultadosobservacionales de la relaci´on local Zg − ΣSFR.En este segundo an´alisis se encuentra que en las galaxias de disco de eagle hayregiones de alta ΣSFR y baja Zg, que son m´as apreciables en galaxias de baja masa y enlas partes exteriores de galaxias de alta masa. De esta forma, se observa que galaxiasde baja masa tienen pendientes negativas, y por tanto una anti-correlaci´on entre estascantidades, mientras que al aumentar la masa estelar la pendiente tambi´en se incrememntahasta que para las masas m´as altas cambia el signo y se vuelve positiva, por lo que estaspresentan una correlaci´on. Adem´as, se observa que esta tendencia con la masa estelar essimilar en las galaxias de eagle y en observaciones recientes de la relaci´on local Zg−ΣSFRobtenida para galaxias espirales del Universo Local.
YR 2021
FD 2021
LK http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/23467
UL http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/23467
LA en
DS Repositorio institucional de la Universidad de La Laguna
RD 24-may-2024