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Proyectos de investigación astrofísica

El Universo Local

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Poblaciones Estelares en Galaxias (P/309403)

S HIDALGO RODRÍGUEZ

A. Aparicio Juan, E. Lagioia, A. Rosenberg González, S. Murabito, M. Simioni, M. Bettinelli, E. Sökmen

Colaboradores del IAC: C. Gallart Gallart, M. Monelli, R. Carrera Jiménez, M. López Corredoira, F. Garzón López

E. Valenti, F. Surot Madrid (ESO, Garching, Alemania); J. Alonso, D. Minniti, M. Zoccali (PUC, Chile); N. Arimoto (NAOJ, Japón); S. Beaulieu (Univ. Waterloo, Canadá); R. Buonanno, F. Fusco (Univ. Roma Tor Vergata, Italia); S. Cassisi, A. Pietrinferni (INAF-Téramo, Italia); L. Carigi (IA-UNAM, México); J.M. Carrasco, C. Jordi, F. Figueras (UB, España); K. Freeman (Research School of Astronomy & Astrophysics, Australia); E. Kirby (Univ. California at Irvine, EEUU); E. Lokas (Centro Astronómico Nicolaus Copernicus, Polonia); A. Milone (Australian National Univ.); T. Mineikis, D. Narbutis (Vilnius Astronomical Obs. Lituania); A. Monachesi (Univ. Michigan, EEUU); S. Okamoto (KIAA-PKU, China); A. Piatti (Obs. Astronómico de Córdoba, Argentina); V. Nascimbeni, G. Piotto (Univ. Padua, Italia); E. Skillman (Univ. Minnesotta, EEUU)

Introducción

El objetivo general del Proyecto es el estudio de la estructura, historia evolutiva y proceso de formación de galaxias a través de sus poblaciones estelares resueltas, tanto a partir de fotometría como espectroscopia. El proyecto puede dividirse en cuatro líneas principales:

I. Historia de formación estelar en el Grupo Local.

El objetivo de esta línea es la caracterización de la estructura espacio-temporal de las galaxias del Grupo Local mediante la observación de sus estrellas individuales. Un objetivo fundamental es la determinación de las historias de la formación estelar (HFE) detalladas y extendidas a toda la historia evolutiva de la galaxia con objeto de determinar el grado de importancia que los procesos cosmológicos (tales como la reionización o self-shielding) o locales (barrido de gas por supernovas, fuerzas de marea, migración estelar) tuvieron en su formación.

II. Multipoblaciones estelares en cúmulos globulares.

De forma contraria al paradigma clásico, hay evidencias de que los cúmulos globulares (CG) albergan más de una población estelar de diferente composición química. Observaciones fotométricas de los CG usando el HST muestran fuertes evidencias de múltiples secuencias principales en el DCM. El objetivo de la línea es caracterizar dichas multipoblaciones en CG.

III. Formación y estructura de la Vía Láctea.

Esta línea tiene como eje principal el estudio de la Vía Láctea a través de los datos que proporcionará GAIA (espacio) y el survey ESO-VVV. Este tipo de datos van a dar una oportunidad única de conocer la historia de formación estelar en el disco y en el bulbo galáctico. En este marco, es necesario adecuar las herramientas desarrolladas por nuestro grupo para el análisis de poblaciones estelares al tipo de datos que está suministrando ambos surveys.

IV. Evolución estelar y diagrama color-magnitud sintético.

Nuestro grupo ha liderado el desarrollo de una nueva librería de evolución estelar. Hay una necesidad en la comunidad científica de mejorar la confianza y exactitud de la computación de modelos estelares mediante la incorporación de las últimas mejoras en el campo de la física tales como la Ecuación de Estado, nuevas cálculos en tablas de opacidades o en secciones nucleares efectivas.

Hitos

- Se ha encontrado que las poblaciones estelares más jóvenes y enriquecidas en los cúmulos globulares de la Vía Láctea están más concentradas que aquellas más viejas. Este resultado está de acuerdo con los modelos de formación estelar de los cúmulos globulares en los que las estrellas se forman en el interior y con el tiempo migran radialmente hacia fuera. 

- Se ha publicado un artículo sobre el descubrimiento del anillo de Einstein Canarias, realizado por nuestro grupo. Es uno de los anillos de Einstein más completos que se conocen.

- Se ha desarrollado un nuevo método para evaluar la historia de formación estelar de poblaciones resueltas de forma que no se vea fuertemente afectada por los efectos observacionales que provienen de la precisión fotométrica, la limitación de las librerías de evolución estelar o las incertidumbres asociadas a los métodos de la obtención de las edades y metalicidades usando diagramas color-magnitud.

- Usando el método anteriormente descrito, se ha encontrado que un conjunto de galaxias enanas aisladas del Grupo Local (Cetus, Tucana, LGS-3 y Phoenix) no presentan en sus regiones internas ninguna huella clara de la reionización en su formación estelar, al contrario de lo que predicen los modelos de formación para este tipo galaxias. Sin embargo, alguna de estas galaxias sí podrían haber sido afectadas por la reionización en su zona más externa.

- Se ha encontrado que existe una dependencia con el tiempo de la relación masa-metalicidad en galaxias. El resultado sugiere que la dependencia de la metalicidad con la masa de una galaxia aumenta con el tiempo. Sin embargo, aquellas galaxias con mayor tasa de formación estelar presentan, para la misma masa, metalicidades más bajas, sugiriendo que la principal fuente de formación estelar es gas fresco, no enriquecido que se mezcla con el gas enriquecido presente en la galaxia.

- Se ha encontrado que el 75% de las estrellas de la segunda generación en los CGs es rica en helio comparadas con las estrellas de la primera generación, con una diferencia promedio de helio de 0.01 en masa. 

- No se ha encontrado correlación entre el bump de la RGB y la magnitud absoluta del CG y su metalicidad. La diferencia de helio tampoco está correlacionada con los dos parámetros anteriores.

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