Propiedades químicas de galaxias y sus componentes en un universo jerárquico

Abstract

Utilizamos el modelo semianalítico de formación y evolución de galaxias SAG para estudiar las propiedades químicas de las galaxias elípticas y la componente de bulbo de galaxias tipo Vía Láctea en el marco del paradigma cosmológico LCDM. En primera instancia, se investigó el origen de la correlación observada entre el cociente de abundancias [a/Fe] y la masa estelar de galaxias elípticas. Esta pendiente es positiva, siendo las galaxias de mayor masa las que contienen una mayor abundancia de elementos a respecto al hierro que las de menor masa, lo cual suele ser señalado como un problema del paradigma jerárquico. Mostramos que mediante la implementación de una nueva función inicial de masa integrada galáctica con exceso en estrellas de alta masa (Top Heavy Integrated Initial Mass Function, TH-IGIMF) dependiente de la tasa de formación estelar (SFR) en el modelo se logra reproducir la tendencia observada, lo cual no ocurre con una función inicial de masa (IMF) universal como la de Salpeter. Las galaxias más masivas alcanzan cocientes [a/Fe] más altos porque están caracterizadas por pendientes más planas en la IMF como resultado de sus mayores SFR. Estudiar las propiedades químicas de galaxias elípticas tuvo como objetivo secundario profundizar el estudio de los mecanismos de formación de esferoides para llevar adelante la segunda parte del trabajo. Estudiamos entonces las propiedades químicas de los bulbos de galaxias tipo Vía Láctea (VL) a través de sus poblaciones estelares (PEs) con el objetivo de evaluar la importancia relativa de los diferentes mecanismos de formación de bulbos en este caso en particular. Incluimos las modificaciones necesarias en el modelo SAG para lograr resolver PEs en las galaxias. Luego, promediamos las propiedades de las PEs de las galaxias tipo VL para lograr un mayor rango dinámico. Se siguieron y se compararon dos diferentes criterios para seleccionar galaxias tipo VL, uno basado en las propiedades fotométricas de las galaxias y otro basado en el origen y contexto cosmológico del grupo local de galaxias (LG, por su sigla en inglés) ampliando la perspectiva de nuestro análisis. Comparamos las propiedades químicas de las PEs con estimaciones observacionales de abundancias de estrellas del bulbo. De nuevo, encontramos que la implementación de una TH-IGIMF ayuda a reproducir de manera más natural las cantidades observadas y concluimos que las inestabilidades de disco juegan un rol preponderante en la formaci´on de bulbos del tipo de la Vía Láctea.