A formation scenario for faint and ultra-faint dwarf spheroidal galaxies

Abstract

Las galaxias enanas esferoidales débiles y ultradébiles representan una nueva población de galaxias enanas esferoidales clásicas, con propiedades físicas muy similares. Corresponden a los sistemas del Universo local más dominados por materia oscura, con magnitudes absolutas entre —7 < Mv < —1.5, masa estelar del orden de 102M⊙ < M⋆ < 105M⊙, además de ser las galaxias enanas con más baja metalicidad en el Grupo Local ([Fe/[H] ≲—2.5). Son extremadamente valiosas para el entendimiento de la formación de estructuras en el Universo y una importante prueba de la formación de galaxias a escalas más pequeñas. Desarrollamos simulaciones numéricas usando nuestros modelos de formación de galaxias enanas esferoidales clásicas previos, para estudiar un nuevo modelos de formación de galaxias enanas esferoidales débiles y ultradébiles con un potencial de fondo, que imita un halo de materia oscura. Las estrellas se encuentran inicialmente en equilibrio virial, distribuidas en una región de formación estelar filamentaria con una distribución fractal al interior de un halo analítico, formando el componente luminoso que hoy observamos. Seguimos su evolución por un periodo de 5 000 millones de años.

Faint and ultra-faint dwarf spheroidal galaxies represent a new population of dwarf spheroidal galaxies with very similar physical properties. They are the most dark matter dominated systems in the local Universe with absolute magnitudes between —7 < Mv < —1.5, a stellar mass range of 102M⊙ < M⋆ < 105M⊙ and they are the most metal-poor ([Fe/[H]≲ —2.5) dwarfs in the Local Group. They are extremely valuable for our understanding of structure formation in the Universe and useful probes of galaxy formation on smallest scales. We perform numerical simulations using our previous formation models of classical dwarf spheroidal galaxies to study a star formation scenario for faint and ultra-faint dwarf spheroidal galaxies with a strong background potential mimicking the dark matter halo. Our stars are initially in virial equilibrium and placed in a filamentary stellar distribution, a fractal distribution within an analytical halo, building the faint luminous components that we observe. We follow their evolution for 5 Gyr.