Los discos de las galaxias están formados por dos componentes estelares, el disco fino y el disco grueso. Los discos gruesos pueden llegar a contener el 50% de la masa bariónica de una galaxia. Debido a que contienen algunas de las estrellas más antiguas del universo, los discos gruesos son reliquias de la infancia de las galaxias. Por tanto, el estudio de su origen es fundamental para entender cómo se formaron las galaxias y para mejorar los modelos cosmológicos. Hay un debate alrededor de los mecanismos de formación de los discos gruesos. ¿Son los restos de violentos procesos al principio de la vida de las galaxias o se formaron lentamente a lo largo de un tiempo cósmico? ¿Fueron sus estrellas acretadas o nacieron dentro de la galaxia que las hospeda? He liderado estudios punteros sobre discos gruesos en galaxias cercanas y he descubierto que los discos gruesos son mucho más masivos de lo que se creía. También he encontrado indicios de que se formaron rápidamente al inicio de la historia de las galaxias. Para resolver de forma definitiva el enigma del origen de los discos gruesos propongo ampliar mi trabajo anterior a los dominios casi inexplorados de la espectroscopia y la imagen de galaxias a alto corrimiento al rojo.

1) Espectroscopia de campo integral (IFU): Existen predicciones sobre el impacto de los mecanismos de formación de los discos gruesos en su cinemática y sus poblaciones estelares. Dichos indicios se pueden detectar usando espectroscopia. Como los discos gruesos son estructuras de muy bajo brillo superficial, hace falta estudiarlos con instrumentos IFU en grandes telescopios. Los instrumentos ideales para mi cometido son MUSE en el VLT y MEGARA en el GTC. Combinaré datos de archivos con nuevas observaciones para producir un estudio de unas decenas de galaxias de canto con distintas masas, tipos morfológicos y entornos en las cuales será posible detectar los indicios que permitan descubrir el origen de los discos gruesos. Este estudio también permitirá saber si distintos tipos de galaxias forman sus discos gruesos a través de mecanismos distintos.

2) Imágenes de galaxias con alto corrimiento al rojo: En el pasado, he producido descomposiciones fotométricas de galaxias cercanas para estudiar las propiedades de sus discos gruesos. Esos estudios son una foto fija que da cuenta del estado evolutivo actual de las galaxias. Planeo extender esos trabajos hasta altos corrimientos al rojo para poder observar la evolución de los discos gruesos con el tiempo cósmico. Para ello, se requieren imágenes muy profundas y con alta resolución angular, por lo que usaré datos públicos del Telescopio Espacial Hubble (HST) y del próximo gran telescopio espacial, el Telescopio Espacial James Webb (JWST). Entender cómo se forman las galaxias es fundamental para refinar los modelos cosmológicos, que a su vez están relacionados con problemas fundamentales de la física como la naturaleza de la materia oscura. La formación de galaxias no se puede entender si no se entiende la formación de los discos gruesos.

Este proyecto incluye un/a contratado/a postdoctoral. También pido financiación para un/a estudiante FPI. El IAC es un entorno en el que trabajan científicos de primer nivel con una gran variedad de especializaciones (IFU, imagen profunda, simulaciones de N cuerpos), por lo que es un lugar ideal para dar apoyo y entrenar a jóvenes contratados postdoctorales y estudiantes de tesis.