Creación de catálogos de galaxias simuladas para grandes relevamientos extragalácticos

• Autores: Vega Martínez, Cristian Antonio
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Cora, Sofía A.; Padilla, Nelson D.
• Materia: Ciencias Astronómicas; Galaxias; galaxias: formación; galaxias: evolución; métodos numéricos; catálogos
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Los grandes relevamientos extragalácticos han sido una pieza fundamental en nuestra comprensión de la cosmología y la formación de galaxias en las últimas décadas. Actualmente, con el advenimiento de proyectos revolucionarios del conocimiento como Euclid y el Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos (LSST), las simulaciones cosmológicas ocupan un rol fundamental tanto en el diseño de estos relevamientos como en la interpretación de los datos que serán recolectados. Estas simulaciones son requeridas para establecer las predicciones teóricas, para generar catálogos que permitan cuantificar efectos observacionales sistemáticos y de selección, para realizar análisis de datos y para optimizar las estrategias de observación. Entre los tipos de simulaciones utilizadas para comprender la evolución de las galaxias, los modelos semianalíticos de formación y evolución de galaxias adquieren una importancia estratégica dada su ventaja en tiempo de cálculo y predictibilidad teórica. En esta Tesis nos enfocamos en el código semianalítico SAG, el cual hemos modificado y adaptado para poder permitir generar catálogos de galaxias de amplia envergadura, así como también hemos estudiado y mejorado aspectos particulares del modelo físico que nos permiten obtener poblaciones de galaxias con propiedades más consistentes con las observadas. Específicamente, hemos introducido cambios técnicos globales en el código que incluyen: una adaptación a nuevos tipos de simulaciones con formato estándar, estrategias de optimización, rendimiento y paralelización para analizar grandes entradas de datos en supercomputadoras. Detallamos comparaciones entre las diferentes versiones del modelo, así como análisis del algoritmo del mismo y estadísticas de rendimiento. También nos hemos enfocado en algunos tratamientos evolutivos aplicados a las galaxias satélites. Analizamos el método de integración de órbitas de las galaxias satélites huérfanas mediante el ajuste de la tasa de fusiones de la población de galaxias, implementamos correcciones para considerar la periodicidad de las simulaciones en esta integración, y desarrollamos un ajuste empírico para modelar la pérdida de material de las galaxias satélites debido a la presión de barrido ejercida por el medio. Finalmente, utilizamos todos los cambios y mejoras anteriores para crear un catálogo de galaxias de gran envergadura aplicando el código SAG sobre la simulación pública MDPL2 del grupo MultiDark, en contexto de un proyecto de colaboración. Este catálogo será publicado mediante una base de datos abierta en línea. Detallamos todo el análisis necesario realizado para construir este catálogo, así como los resultados intermedios y las estadísticas generales de cálculo. Incluimos también análisis de los modelos utilizados en cada etapa de la construcción del catálogo final. El catálogo resultante consiste en una población de galaxias simuladas cuyas propiedades cumplen una serie de restricciones fundamentales basadas en observaciones de relevamientos extragalácticos y muestra predicciones consistentes. Esta muestra se compone de aproximadamente 194 millones de galaxias a z=0, y considera un total de 125 instantáneas en su historia evolutiva.
Doctor en Astronomía
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas