Cosmological simulations of the formation and evolution of Milky Way-mass galaxies

Abstract

Durante las últimas décadas, las simulaciones numéricas en un marco cosmológico han sido fundamentales para el entendimiento de la formación y evolución de galaxias en términos de sus componentes oscura y bariónica. En particular, la formación de la componente bariónica de sistemas galácticos se ve fuertemente afectada por procesos físicos variados, tanto internos - tales como la formación estelar, el enfriamiento y los efectos de retroalimentación, inestabilidades, etc. - como externos - como fusiones e interacciones con galaxias vecinas. En este trabajo se discuten los procesos físicos más relevantes que determinan las propiedades de galaxias de masa similar a nuestra Vía Láctea y los desafíos relacionados a su implementación en el marco de simulaciones cosmológicas. En particular, me enfocaré en la formación de discos galácticos, discutiendo cómo la formación de estructuras discoidales es variada, aún para sistemas de masa similar, debido a la historia particular de las colisiones y la acreción de gas. Finalmente, discutiré efectos ambientales en galaxias alojadas en sistemas similares al Grupo Local.

During the last decades, numerical simulations in a cosmological context have become a fundamental tool for studying the formation and evolution of galaxies in their dark and baryonic components. While the evolution of dark matter is mainly determined by gravitational forces, baryons have a much more complex evolution, which is strongly affected by different physical processes, both internal - such as star formation, cooling, feedback, etc. - and external - via interactions and mergers with other galaxies. In this work I discuss which are the most relevant processes affecting the formation of galaxies with masses similar to that of our Milky Way and the challenges in their numerical implementation in the context of cosmological simulations. I will focus on the formation of galaxy discs, and show that the evolution of these structures varies significantly from galaxy to galaxy, due to the occurrence of mergers and misaligned gas accretion. Finally, I will discuss possible environmental effects which might be present in galaxies in Local Group-like systems.