Evolución Galáctica en el Grupo Local

    Descripción

    La formación y evolución de galaxias es un problema fundamental en Astrofísica. Nuestro proyecto se propone estudiar la formación y evolución de galaxias usando los ejemplos locales de galaxias que pueden ser resueltas en estrellas y usando técnicas de 'arquelogía galáctica'. Esta disciplina es el principal motor de grandes proyectos como GAIA, SDSS, WHT/WEAVE, LSST, VISTA/4MOST, DESI o E-ELT/HARMONI. Esto asegura que la Arqueología Galactica va a estar en un primer plano de la investigación astrofísica por mucho tiempo.

    Debido a su cercanía, las galaxias del Grupo Local se pueden resolver en estrellas individuales. Por esta razón, usando los telescopios actuales y un conjunto de técnicas complementarias, se puede estudiar su estado evolutivo en un detalle imposible de conseguir para galaxias más lejanas. Utilizando fotometría que llegue al turn-off viejo de la secuencia principal es posible derivar su historia de formación estelar y caracterizar su evolución a lo largo de toda su vida. Además, la espectroscopia de estrellas individuales añade información directa sobre la cinemática y las abundancias químicas de las diferentes poblaciones estelares. Para los objetos mas cercanos, la astrometría precisa proporciona información sobre el movimiento orbital, e incluso información 6-D completa para determinadas muestras de sus estrellas. Finalmente, las estrellas variables como RR Lyrae y Cefeidas aportan restricciones independientes sobre las edades y metalicidades de las poblaciones a las que pertenecen. Estas observaciones proporcionan información muy valiosa con la que contrastar las predicciones de los modelos cosmológicos de formación y evolución de galaxias.

    El Grupo Local contiene unas 80 galaxias de diferentes tipos morfológicos. Entre ellas, las más grandes son galaxias espirales (la Vía Láctea, M31 y M33). Una docena de ellas son de tipo irregular (LMC), o irregulares enanas, y el resto son esferoidales. Así, podemos estudiar galaxias de diferentes tipos morfológicos en un gran rango de masas, desde espirales hasta las galaxias más pequeñas, que nos están incluso haciendo cuestionar el concepto de 'galaxia'. Además, estamos explotando esta información detallada para valorar la validez y aplicabilidad de las técnicas basadas en espectros de luz integrada, usadas comunmente para obtener la historia de la formación estelar de galaxias lejanas.

    Investigador principal
    Personal del proyecto
    Dr.
    Robert Grand

    Siguen una selección de resultados del Grupo de Investigación para el periodo 2019-2020. Para una descripción más completa, invitamos a visitar la página web del grupo.

    -Hemos determinado la cadena de eventos que dieron lugar a nuestra Galaxia mediante la masiva determinación de edades de estrellas pertenecientes al halo y al disco grueso de la Vía Láctea usando datos de Gaia (Gallart et al. 2019).

    -Hemos analizado conjuntamente datos de VLT/FLAMES y Gaia para cuatro satélites 'ultra-débiles' de naturaleza desconocida pertenecientes a nuestra Galaxia; concluimos que uno es una galaxia, muy probablemente antiguo satélite de la LMC. Con esto, el número de candidatos a 'ex-satélites' de la LMC señala hacia un halo de materia oscura para la LMC muy masivo (Fritz et al. 2019).

    -Mediante la combinación de datos propios y volviendo a analizar datos de la literatura, hemos concluido que, al contrario de los propuesto en otros trabajos, la galaxia esferoidal enana Tucana no es una excepción al problema denominado 'demasiado grande para fallar' (too-big-to-fail), uno de los problemas clave a los que se enfrenta la actual cosmología LambdaCMD (Taibi et al. 2019).

    -Se ha determinado que la historia de formación estelar del disco de la Vía Láctea presenta tres notables brotes de formación estelar hace 5.7, 1.9 y 1.0 Giga años, que parecen coincidir con los pasos pericéntricos de la galaxia enana de Sagitario. Esto sugiere que esta fusión con la Vía Láctea ha tenido una influencia notable en su evolución (Ruiz-Lara et al. 2020a).

    -La historia de formación estelar de la zona central de la Nube Grande de Magallanes, incluyendo la barra y su brazo espiral, ha proporcionado evidencia concluyente de que este brazo espiral, característico de las galaxias de este tipo morfológico, se originó hace 2 Giga años, y por tanto es una estructura estable a largo plazo (Ruiz-Lara et al. 2020b).

    -Presentamos un modelo semi-analítico, que aborda la población de cúmulos globulares en la galaxia enana de Fornax. Encontramos que para que cuatro de los cúmulos globulares sobrevivan en su ubicación proyectada observada, se requiere un núcleo de materia oscura de tamaño> 1,5 kpc y una fusión con una relación de masa dinámica de 1: 5 -1:2 (Leung et al. 2020).

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