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La calibración de la distribución espectral energética en longitudes de onda de radio y la tasa de formación estelar en las galaxias

Autor/es: F. S. Tabatabaei, E. Schinnerer, M. Krause, G. Dumas, S. Meidt, R. Beck, A. Damas-Segovia, E. J. Murphy, D. D. Mulcahy, B. Groves, A. Bolatto, D. Dale, M. Galametz, K. Sandstrom, M. Boquien, D. Calzetti, R. C. Kennicutt, L. K. Hunt, I. De Looze, E. W. Pellegrini

Referencia: 2017 ApJ 836 185 | Enlace

Comparación de los diagnósticos de la TFE corregidos de extinción frente a las TFE de radio en 6 cm, 20 cm y MRC para la muestra completa. También se muestra la línea de igualdad (línea discontinua), el ajuste OLS y sus bordes al 95% de confianza (línea/curva solida) y la bisectriz ajustada (línea de puntos). La MRC da una mejor igualdad (B=0.95) y una menor dispersión (15%) que las luminosidades radio monocromáticas en 6 cm o 20 cm.
Comparación de los diagnósticos de la TFE corregidos de extinción frente a las TFE de radio en 6 cm, 20 cm y MRC para la muestra completa. También se muestra la línea de igualdad (línea discontinua), el ajuste OLS y sus bordes al 95% de confianza (línea/curva solida) y la bisectriz ajustada (línea de puntos). La MRC da una mejor igualdad (B=0.95) y una menor dispersión (15%) que las luminosidades radio monocromáticas en 6 cm o 20 cm.
La medición de la tasa de formación estelar es clave para comprender la formación y evolución de las galaxias. Se ha realizado hasta la fecha un amplio rango de observaciones a longitudes de onda diferentes para calcular dicha tasa de formación estelar (TFE), conllevando cada una sus propias ventajas y desventajas. Las emisiones visibles y ultravioletas, siendo éstas los trazadores de TFE más utilizadas, pueden ser absorbidas por el polvo interestelar, así que se ha motivado el uso de trazadores híbridos, que combinan dos o más emisiones distintas, incluyéndose el infrarrojo (IR), lo que puede ayudar a corregir dicha absorción por el polvo. Sin embargo, el uso de semejantes trazadores a menudo da lugar a otras incertidumbres, ya que pueden intervenir otros mecanismos o fuentes no relacionados a la formación de estrellas masivas, lo cual puede provocar la confusión. También se ha utilizado la emisión monocromática de continuo en radio de las galaxias como trazador de TFE, libre de extinción, en base de su correlación observada con la emisión en el infrarrojo. No obstante, también se ha cuestionado la validez de calibrar los TFE de radio por medio de la correlación radio-IR, debido a una conspiración entre otros varios parámetros que apuntan a dicha correlación. Este problema ha motivado, dentro del proyecto "Atisbos claves en las galaxias cercanas emisoras en radio" (KINGFISHER, según sus siglas en inglés), un estudio detallado del origen y la energética de la emisión continuo en radio de una muestra de galaxias cercanas, cubriéndose así un amplio rango de formación estelar y propiedades del medio interestelar. Gracias a las observaciones multi-longitud de onda de Effelsberg en 1.4, 4.8, 8.4 y 10.5 GHz, la distribución espectral de energía (SED, según sus siglas en inglés) de la emisión continuo en radio del proyecto KINGFISHER se puede estudiar empleando una técnica de cadena de Markov Monte Carlo bayesiana. Por primera vez, se ha determinado la luminosidad bolométrica de medio-contínuo de radio (MRC, según sus siglas en inglés) de las galaxias y se presentan relaciones de correlaciones con las luminosidades monocromáticas en radio. La emisión térmica es la responsable de un ~23 % del MRC, en promedio. Se comparan los diagnósticos de la TFE, corregidos de extinción con los trazadores térmicos y no-térmicos en radio. Se demuestra que la MRC proporciona la medida más precisa de la tasa de formación de estrellas masivas en galaxias. Por otra parte, se demuestra que el índice no-térmico espectral se allana a medida que se aumenta la densidad superficial de TFE en las galaxias, señalándose así el efecto del "feedback" de formación estelar a la población de rayos cósmicos electrónicos en las galaxias. Al comparar las SED en radio e infrarrojo, hallamos que, en las galaxias con una alta TFE, la correlación radio-IR podría disminuirse con la TFE debida a la amplificación de los campos magnéticos, lo cual implica sobre todo una disminución en el IR/MRC a corrimientos al rojo altos, donde se detectan mayoritariamente las galaxias luminosas con formación estelar.

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