Efectos del entorno sobre la formación y evolución de galaxias

• Autores: Tecce, Tomás Enrique
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Tissera, Patricia B.; Cora, Sofía A.
• Materia: GALAXIAS: FORMACION; GALAXIAS: EVOLUCION; CUMULOS DE GALAXIAS; MEDIO INTERGALACTICO; METODOS NUMERICOS; GALAXIES: FORMATION; GALAXIES:EVOLUTION; GALAXIES: CLUSTERS: GENERAL; GALAXIES: INTERGALACTIC MEDIUM; METHODS: NUMERICAL
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En el presente trabajo se estudia la influencia del medio ambiente en el que se encuentran las galaxias sobre su formación y evolución, a través de la interacción entre la galaxia y el gas caliente y difuso del medio intracúmulo (intracluster medium, ICM). Las galaxias en cúmulos pueden moverse a velocidades casi supersónicas, experimentando una considerable presión dinámica ejercida por el ICM sobre el medio interestelar de la galaxia en movimiento. Este efecto se denomina ram pressure stripping (RPS), y puede remover una fracción significativa del contenido de gas frío de la galaxia. Implementamos este proceso dentro de un modelo híbrido de formación de galaxias, que combina simulaciones hidrodinámicas no disipativas de cúmulos de galaxias con un modelo semianalítico de formación y evolución de galaxias que contempla los procesos físicos que afectan a los bariones. Para ello fue necesario desarrollar un método para calcular los tamaños de los discos galácticos, teniendo en cuenta los efectos del halo de materia oscura anfitrión y la presencia de bulbos galácticos. Una importante innovación respecto a trabajos anteriores es el uso de las partículas de gas de las simulaciones hidrodinámicas para obtener las propiedades cinemáticas y termodinámicas del ICM, logrando así un método autoconsistente. Caracterizamos las distribuciones de RP obtenidas con nuestro nuevo modelo para cúmulos de galaxias simulados de distintas masas, encontrando que la RP media crece con la masa del cúmulo y la edad del Universo. Los perfiles de RP en función de la distancia al centro del halo obtenidos con nuestra nueva implementación pueden aproximarse mediante perfiles analíticos, con parámetros que dependen de manera sencilla de la masa del halo y el corrimiento al rojo. Los ajustes determinados serán de gran utilidad para incluir RPS en otros modelos de formación de galaxias. Finalmente, cuando se considera la posibilidad de que las galaxias conserven su halo de gas caliente al convertirse en satélites, mostramos que la implementación de RPS como un proceso de dos etapas, afectando en primer lugar al halo de gas caliente y luego al gas frío, permite obtener una distribución de colores para las galaxias simuladas en mejor acuerdo con las observaciones, resolviendo un defecto común a los modelos semianalíticos actuales.
In this work we study the influence of the ambient medium in which a galaxy resides on its formation and evolution, through the interaction between the galaxy and the hot, diffuse gas of the intracluster medium (ICM). Galaxies in clusters can move through the ICM at velocities close to supersonic, and thus experience a considerable ram pressure (RP) exerted by the ICM on the interstellar medium of the moving galaxy. This effect is called ram pressure stripping (RPS), and it can remove a significant fraction of the cold gas content of a galaxy. We implement the RPS process within a hybrid model of galaxy evolution, which combines hydrodynamical non-radiative simulations of galaxy clusters with a semi-analytic model of galaxy formation and evolution which handles the baryonic physics. This required the development of a method to calculate the sizes of galactic discs, taking into account the effects of their host dark matter halo and the presence of galactic bulges. An important innovation with respect to previous works is the use of the gas particles in the hydrodynamical non-radiative simulations to obtain the kinematical and thermodynamical properties of the ICM. This allows a self-consistent estimation of the RPS experienced by satellite galaxies. We characterize the distributions of RP obtained with our new model in simulated galaxy clusters of different masses, and we find that the mean RP grows with the cluster mass and the age of the Universe. The RP profiles as a function of distance to the centre of the system obtained with our new implementation can be well fitted by analytic profiles, with parameters that depend on system mass and redshift in a simple fashion. The fits provided here will prove very useful to include RPS in galaxy formation models which do not include gas physics. Finally, considering the possibility that galaxies keep their hot gas reservoir when becoming satellite systems, we show how implementing RPS as a two-stage process, which affects first the hot gas haloes of galaxies and then the cold disc gas, allows to recover a distribution of simulated galaxy colours which is in better agreement with observations, solving a defect common to current semi-analytic models.
Fil: Tecce, Tomás Enrique. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.