Rol del ambiente en el cese de la formación estelar en galaxias = Understanding the role of the environment in the quenching of galaxies.

Abstract

El objetivo principal de esta Tesis es entender los efectos de los impulsores externos de la evolución de la galaxias a través del análisis de sus propiedades en distintos ambientes. Para abordar este problema, realizamos dos estudios complementarios enfocados en el escenario del preprocesamiento de galaxias, el cual sugiere que las galaxias apagan su formación estelar en grupos antes de caer al ambiente del cúmulo (Zabludoff & Mulchaey 1998, Fujita 2004). El primer estudio aborda el fenómeno del preprocesamiento de galaxias desde una perspectiva global, mientras que el segundo estudio lo hace desde una perspectiva local. En la primera parte de nuestra investigación hemos estudiado el efecto del ambiente local en los colores de las galaxias utilizando una muestra de dos cúmulos de galaxias en z 0.40, MACS J0416.1-2403 and MACS J1206.2-0847, obtenidos del programa de observación CLASH-VLT (Rosati et al., 2014) y una muestra de galaxias de campo en el mismo desplazamiento al rojo de los cúmulos obtenida del catálogo COSMOS /UltraVISTA (Muzzin et al., 2013). Para estudiar la relación entre los colores ópticos de las galaxias y el ambiente, el primer paso de nuestro análisis fue la identificación de subestructuras en los cúmulos usando una combinación de m´ métodos estadísticos y algoritmos de agrupación. Esta técnica permite la identificación de subestructuras considerando la posición angular de las galaxias y su velocidad peculiar con respecto al centro del cumulo. Luego, mediante el uso de la bimodalidad en colores mostrada por la relación color-magnitud separamos las galaxias en azules (con formación estelar) y rojas (sin formación estelar) para estudiar las fracciones de color de galaxias en los cúmulos y subestructuras en función de la distancia al centro del cumulo o en función de la distancia al centro de la sobre densidad (cumulo o subestructura). Este análisis muestra que la fracción de galaxias azules en los cúmulos y en las subestructuras es siempre menor al valor promedio de las galaxias azules en el campo. Además, encontramos que los cúmulos y las subestructuras tienen una eficiencia ambiental comparable en la formación de galaxias rojas. Estos resultados sugieren que el preprocesamiento juega un papel importante en la formación y evolución de galaxias rojas en cúmulos. Debido a que los estudios altamente detallados de las propiedades de las galaxias en grupos con alto desplazamiento al rojo aun no son posibles con la tecnología actual, la única forma de estudiar los detalles del preprocesamiento en grupos es a través de la observación de estructuras en el Universo local. Por esta razón, en la segunda parte de nuestra investigación se presenta un detallado análisis fotométrico y espectroscópico de las tres galaxias que componen el grupo Arp 314 (Arp 314-1, Arp 314-2 y Arp 314-3). Mediante la inspección visual de las imágenes ópticas encontramos que las galaxias del grupo tienen una morfología perturbada con signos claros de una interacción gravitacional. Adicional- mente, las imágenes sugieren la existencia de regiones de formación estelar, las cuales son confirmadas por la información espectroscópica disponible. Estas regiones se ubican principalmente en las colas de marea de Apr 314-1 y sus espectros tienen líneas de emisión consistentes con edades jóvenes (≤ 10 millones de años), sugiriendo que fueron formadas como una consecuencia de las interacciones entre las galaxias de Arp 314. Mediante el uso de los espectros de las regiones de formación estelar estimamos el gradiente de metalicidad de Arp 314-1, el cual es mas plano que el encontrado en sistemas sin interacción. Adicionalmente, encontramos que las galaxias en Arp 314 tienen una cinemática compleja que sugiere la existencia de flujos de gas los cuales explicarían el gradiente de metalicidad observado. Nuestros resultados sugieren que la interacción entre galaxias es uno de los mecanismos físicos fundamentales en conducir la evolución de galaxias en los grupos antes de caer al ambiente del cúmulo.