La población de galaxias barradas en el cúmulo de galaxias SMACS0723 vista por el JWST

Galaxias JWST SMACS0723 en el filtro F200W: barras seguras (arriba), barras inciertas (centro), galaxias sin barra (abajo) en comparación con las imágenes del HST F814W. Las galaxias están ordenadas de izquierda a derecha según su masa estelar.
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La evolución cósmica de la población de galaxias barradas proporciona información clave sobre la evolución secular de las galaxias y la formación de discos dominados rotacionalmente. En este trabajo estudiamos la fracción de barras en el cúmulo de galaxias SMACSJ0723.37323 (SMACS0723) situado a z = 0.39 utilizando observaciones obtenidas con el instrumento NIRCam montado en el telescopio JWST. Clasificamos visualmente todas las galaxias miembro del cúmulo utilizando las imágenes del filtro NIRCam F200W. Dividimos las galaxias en elípticas y discos y determinamos la presencia de una barra. La selección de los miembros del cúmulo se basó en un método combinado utilizando tanto la espectroscopía disponible como la relación color-magnitud. 

Como se ha encontrado previamente en muestras de galaxias cercanas, encontramos que la distribución de la fracción de barras de SMACS0723 es principalmente una función de la luminosidad estelar de la galaxia (o masa estelar). La analogía con cúmulos locales, como Virgo y Coma, revela una distribución similar entre los tres cúmulos de galaxias para galaxias de baja masa (log(Mestelar) ≤ 9.5). La comparación con una muestra de galaxias locales en un entorno de campo muestra una notable falta de barras en este régimen de baja masa para el cúmulo SMACS0723 (y, por tanto, en Virgo y Coma) respecto al campo. En el rango de alta masa (log(Mestelar) ≥ 10,25), las galaxias en SMACS0723 muestran una fracción de barras ligeramente menor que las de Coma. En estas masas elevadas, encontramos una fracción de barras mucho mayor en SMACS0723 que en trabajos anteriores sobre galaxias de campo en z = 0.4. Sin embargo, la diferencia es sólo marginal cuando la comparamos con una muestra de galaxias de campo locales bien resueltas. Por lo tanto, sugerimos que las capacidades mejoradas de JWST con respecto a HST en términos de resolución espacial y profundidad de imagen son responsables de la mayor fracción de barras que obtuvimos.

Nuestros resultados respaldan un escenario en el que el entorno del cluster afecta la formación de barras de una manera dependiente de la masa. A masas elevadas, el leve aumento en la fracción de barras de los cúmulos locales (Coma) con respecto tanto a SMACS0723 como a las galaxias de campo locales sugiere un efecto débil proveniente del entorno del cúmulo que posiblemente desencadene la formación de barras. Por otro lado, las galaxias de baja masa muestran la misma fracción de barras en los tres cúmulos (diferentes corrimientos al rojo) y una caída significativa con respecto a las galaxias de campo a z = 0, lo que sugiere que: (i) la fracción de barras en las galaxias de baja masa en cúmulos no han evolucionado durante los últimos 4 Gyr; y (ii) la formación de barras está fuertemente inhibida en galaxias de baja masa que residen en cúmulos.