Unveiling the origin of the bulge of M81 with spectroscopic observations and the TNG50 simulation

Abstract

Presentamos los aspectos principales de un estudio en proceso acerca del origen del bulbo de la galaxia espiral cercana M81 combinando datos espectrales, obtenidos a partir de observaciones de Gemini/GMOSN, y las simulaciones cosmológicas hidrodinámicas TNG50-1 de la colaboración IllustrisTNG. El bulbo de M81 es clasificado en la literatura como un bulbo clásico. Este tipo de bulbo es comúnmente asociado a un origen por fusiones galácticas. Sin embargo, la historia de fusiones tranquilas revelada por el halo estelar de M81 pone restricciones fuertes a este escenario. Colocamos cuatro ranuras largas que cubren la región central de M81 con una disposición tal que nos permitirá estudiar los perfiles radiales de edad, abundancias químicas y momentos de la distribución de velocidades en la línea de la visual (e.g., velocidad media, dispersión de velocidades) a diferentes latitudes galácticas. Definimos análogos a M81 en la simulación a partir de la relación entre la masa del bulbo y la masa del halo estelar acretado y encontramos tres galaxias simuladas que se muestran cerca de M81 en dicho diagrama. Los tres análogos de M81 muestran una fracción baja de estrellas acretadas dentro del bulbo definido a partir de consideraciones cinemáticas, indicando que las fusiones pueden no ser el mecanismo principal de construcción del bulbo de M81.

We present the main remarles of an ongoing study about the origin of the bulge of the nearby spiral galaxy M81 combining spectral data, obtained using Gemini/GMOS-N observations, and the cosmological hydrodynamical simulation TNG50-1 of the IllustrisTNG collaboration. The bulge of M81 is classified in the literature as a classical bulge. This type of bulge is commonly linked to a merger origin. However, the quiet merger history revealed by the stellar halo of M81 puts strong constraints on this scenario. We placed four long-slits to cover the central region of M81 with such a disposition that will allow us to study radial profiles of ages, chemical abundances and the moments of the line-of-sight velocity distribution (e.g., mean velocity, velocity dispersion) at different galactic latitudes. We define M81 analogues in the simulation by means of a bulge mass - accreted stellar halo mass relation and find three simulated galaxies that lie close to M81 in such diagram. The three M81 analogues show low to negligible fractions of accreted stellar particles in their kinematically selected bulge, implying that mergers may not be the main mechanism for the build-up of M81’s classical bulge.