RT info:eu-repo/semantics/masterThesis
T1 The Fate of Accreted Stars in the Milky Way
A1 García Bethencourt, Guacimara
A2 Máster Universitario en Astrofísica
AB Las simulaciones cosmológicas basadas en el modelo ΛCDM sugieren que la formación yevolución de las galaxias viene dada a través de la unión jerárquica de pequeñas estructuras.Datos obtenidos mediante observaciones, conjuntamente con el uso de simulaciones numéricas,han proporcionado información sobre algunas estructuras estelares originadas en galaxias satélite,que se han fusionado con la Vía Láctea en el pasado. Algunas de las estructuras más importantesson aquellas conocidas como Gaia-Enceladus, las corrientes de Helmi, o la galaxia enana deSagitario. Estos mergers (galaxias satélite que se han fusionado con la galaxia central) no soloforman parte de la propia Vía Láctea, sino que además han podido tener cierto impacto sobreella durante su caída en el pozo de potencial del sistema. Por tanto, los procesos de acreciónde galaxias satélite dejan ciertas pistas que pueden ser estudiadas por medio de la cinemáticade las estrellas, ya que estas aún conservan algunas propiedades en la actualidad y presentancorrelaciones en el espacio de fases. Esto permite identificar dichas estructuras dentro de nuestragalaxia, así como obtener detalles de su pasado de formación.En este Trabajo de Fin de Máster, se ha utilizado una simulación de una galaxia análogaa la Vía Láctea para estudiar su historia de formación y caracterizar una serie de galaxiassatélite que han pasado a formar parte de este sistema. Nuestra galaxia simulada perteneceal programa MaGICC y al grupo de simulaciones de MUGS. Esta simulación es generada conel código Gasoline, basado en la dinámica de N cuerpos y la Hidrodinámica Suavizada dePartículas, que además incluye otros procesos a menor escala como el enfriamiento y difusión demetales, la formación estelar, y el feedback de estrellas y de supernovas. Para el análisis se haempleado un paquete de Python denominado Pynbody, desarrollado especialmente para este tipode simulaciones. La simulación de estudio cuenta con unos 8 millones de partículas de estrellas,gas y materia oscura. A un redshift de 0.02 la galaxia tiene una masa total de 150.82 × 1010 M⊙y un radio virial de 241.99 kpc. Este sistema es similar a la Vía Láctea en aspectos como sumasa, morfología, composición química o historia de formación, entre otros.Los objetivos de este trabajo son: estudiar la cinemática y el espacio de fases de una seriede mergers, y comparar entre los más tempranos y los más tardíos; caracterizar algunas de suspropiedades antes de su acreción en la galaxia; estudiar el efecto de la colisión de una estructuraanáloga a Gaia-Enceladus; y analizar la contribución de estrellas formadas ex-situ a la regióndel bulbo galáctico. Para ello, se selecciona una serie de galaxias satélite de la simulación en elmomento anterior a su acreción, de manera que se definen según su contenido en estrellas, gas ymateria oscura en dicho paso temporal. Estos sistemas han sido previamente rastreados hastaese momento desde épocas más tempranas por medio de una estrella guía situada en el centro decada uno de ellos, que se utiliza como referencia para identificar cada galaxia satélite en cualquiercaptura temporal (snapshot) y definir así, su redshift o tiempo de caída en el sistema central.Se han representado y analizado las distribuciones estelares de cada uno de los mergers en elespacio de fases para diferentes corrimientos al rojo (redshifts) después de su acreción. Se escogenlos espacios definidos por las componentes de velocidad, la energía total y la componente verticaldel momento angular. Los resultados de este análisis indican que las estructuras procedentes degalaxias satélite que se incorporan antes al sistema central muestran movimientos más aleatorios,están más mezclados en el espacio de fases, y se encuentran a bajas energías actualmente. Por el contrario, aquellos mergers más tardíos presentan una rotación predominante (a veces retrógrada),conservan gran parte de su estructura inicial en el espacio de fases, y se localizan a altas energías,estando débilmente ligados al sistema. Por otro lado, se encuentra que la estructura similar aGaia-Enceladus, en su unión a la galaxia, tiende a aumentar la dispersión de la componentevertical de velocidad de las estrellas pertenecientes a anteriores mergers. Este resultado es análogoal "calentamiento" del disco grueso primordial de la Vía Láctea debido a la estructura real deGaia-Enceladus. Asimismo, es nuestra simulación este cuerpo es el que más contribuye al bulboestelar de todas las estructuras estudiadas, aunque solo una pequeña parte de sus estrellas selocalizan en esa región. Además, se tiene que aquellas estrellas absorbidas más temprano por lagalaxia se concentran en las regiones más centrales (pero contribuyen más a la parte externa delbulbo), mientras que los mergers más tardíos se localizan fuera de este y están más dispersos enel halo estelar. Para el conjunto de todas las estrellas ex-situ, se tiene que: 1) más del 70% sesitúan en las regiones exteriores al bulbo; 2) la gran mayoría de estrellas en el bulbo han nacidoin-situ. Por último, las galaxias satélite más tempranas caen directamente al sistema principaly desde menores distancias, mientras que las posteriores provienen de mayores distancias ypresentan varios pasajes apocéntricos y pericéntricos. Las primeras tienen historias de formaciónestelar más cortas y muestran aumentos en el ritmo de formación estelar antes de su acreción,probablemente debido a compresiones del gas durante este proceso. Los mergers tardíos presentanhistorias de formación estelar más extendidas en el tiempo, que decaen progresivamente. Losresultados sugieren que la población de estrellas ex-situ originada en galaxias satélite con tiemposde acreción menores, es más vieja en promedio que la de aquellos sistemas que caen más tarde enla galaxia principal.
YR 2022
FD 2022
LK http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/32048
UL http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/32048
LA en
DS Repositorio institucional de la Universidad de La Laguna
RD 15-may-2024