Trazando el mapa genético de NGC 1316 a través de su sistema de cúmulos globulares

• Autores: Sesto, Leandro
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Faifer, Favio R.; Forte, Juan Carlos; Bosch, Guillermo; Baume, Gustavo; Mast, Damián
• Materia: Astronomía; Cumulos; Galaxias, Cumulos Gobulares; Estrellas Celestiales
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

A pesar de que aún no se cuenta con un escenario definitivo que explique tanto la formación de los cúmulos globulares (CGs) como sus propiedades más significativas, se cree que estos objetos se originaron en los estallidos de formación estelar más intensos en la vida de las galaxias. Por otro lado, si bien en a actualidad se conocen casos de CGs jóvenes, es reconocido que la mayoría de ellos constituyen objetos antiguos con edades mayores a los diez mil millones de años. Debido a lo antes mencionado, sumado al hecho de que es posible observarlos a decenas de Mpc, los cúmulos globulares han jugado un rol importante en varios aspectos relacionados con el estudio de la evolución estelar y el enriquecimiento químico ocurrido durante los principales acontecimientos de la historia de ensamble de las galaxias, lo que los convierte en verdaderas reliquias de las primeras etapas de su formación. Una de las características más destacadas es el hecho de que en la gran mayoría de las galaxias masivas de tipo temprano, los sistemas de CGs presentan una distribución bimodal o multimodal en sus colores integrados. De acuerdo a las propiedades generales de los CGs antes mencionadas, esto estaría indicando la existencia de, por lo menos, dos subpoblaciones de CGs: los azules, o de menor contenido de metales, y los rojos, de relativamente mayor metalicidad. Esta bimodalidad en la composición química ha sido confirmada mediante estudios espectroscópicos en varias galaxias, lo que se traduciría en la existencia de, al menos, dos fases principales de formación estelar intensa en las galaxias anfitrionas. Si bien trabajos recientes evidencian la presencia de poblaciones estelares multiples en muchos CGs de nuestra galaxia, se debe destacar que los mismos continuan siendo una muy buena representación de lo que se denomina “Poblaciones estelares simples” (SSP, por sus siglas en Inglés) debido a que el efecto de la presencia de dichas subpoblaciones no son aún detectables empleando cantidades integradas. Estos aspectos simplifican significativamente la obtención de información y la determinación de sus edades y metalicidades con respecto al de las poblaciones estelares que constituyen la luz integrada de su galaxia anfitriona. En este marco teórico la galaxia elíptica gigante NGC 1316, una de las radiofuentes más cercanas e intensas del hemisferio sur (Fornax A), aparece como un objeto particularmente atractivo. Por un lado, la galaxia presenta una serie de propiedades morfológicas en el espectro óptico que parecen ser las huellas digitales de una fusión de edad intermedia (∼3×E(9) años), entre las que se destacan un complejo sistema de cáscaras y una inusual estructura de polvo, integrada por largos filamentos y estructuras oscuras. Por otro lado, la galaxia exhibe un prominente sistema de CGs, el cual posee una serie de características que lo distinguen del de otras galaxias elípticas “típicas”. Esta galaxia pertenece a Fornax, uno de los grupos de galaxias más cercanos y estudiados del Hemisferio sur. Partiendo de la idea de que los sistemas de cúmulos globulares constituyen auténticos trazadores de la formación y evolución de las galaxias que los contienen, en el presente trabajo de Tesis se exhibe una combinación de fotometría de alta calidad, con observaciones espectroscópicas de candidatos a cúmulos globulares asociados a dicha galaxia. En una primera etapa, se llevó a cabo la reducción y el posterior análisis de un mosaico formado por ocho campos profundos, observados utilizando la cámara Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS), montada en el telescopio Gemini Sur, a través de los filtros g, r e i . Posteriormente, se realizó una cuidadosa fotometría de ajuste de “point spread function” (PSF), la cual fue utilizada para identificar la presencia de cuatro subpoblaciones de cúmulos estelares. Por un lado, se mostró que NGC 1316 posee los “clásicos” CGs denominados azules y rojos. Pero por otro, también se presentó evidencia clara de la existencia de una subpoblación dominate de edad intermedia. Adicionalmente, se presentaron indicios de la existencia de una cuarta subpoblación, posiblemente aún mas joven. En una segunda etapa, se realizó un estudio espectroscópico de aproximadamente 40 candidatos a CG pertenecientes a NGC 1316, utilizando el modo multi-objeto de la cámara GMOS de Gemini Sur. Como resultado de la buena calidad de los datos, y de una detallada reducción, se obtuvieron espectros con una excelente relación señal-ruido (S/N) (alguno de ellos con S/N > 50). Esto permitió, a través de la medición de diferentes índices de Lick y su posterior comparación con modelos de poblaciones estelares simples (SSP), confirmar la presencia de subpoblaciones jóvenes, y determinar con errores relativamente bajos, metalicidades y abundancias de elementos α. Finalmente, estos resultados fueron analizados en conjunto con datos y estudios presentes en la literatura, con el objetivo de describir los diferentes episodios de formación estelar y de esta manera delinear la historia evolutiva de NGC 1316.
Doctor en Astronomía
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas