Resumen de Evolución de relaciones fundamentales de galaxias

Mirian Fernández Lorenzo

• Las estrechas relaciones existentes entre parámetros fundamentales de galaxias, tanto espirales como elípticas, son un reflejo de su formación y evolución. Concretamente, la relación de Tully-Fisher y el Plano Fundamental son un indicativo de la relación existente entre la masa total y la masa luminosa de las galaxias. Ambas relaciones han sido de gran importancia para la astronomía extragaláctica, primero como indicadores de distancia, y posteriormente como un método para determinar la constante de Hubble, H_0. Además, cualquier modelo de formación y evolución de galaxias debe ser capaz de reproducir estas relaciones. Entender cómo es su evolución es, por tanto, de gran importancia y son numerosos los estudios que se han ocupado de ello.

  Sin embargo, en la actualidad las evidencias que existen acerca de la posible evolución de la relación de Tully-Fisher, tanto en la ordenada en el origen como en la pendiente, no son concluyentes, y los resultados varían de unos autores a otros. Lo mismo ocurre con la evolución del Plano Fundamental. Una de las razones principales de las discrepancias encontradas son los efectos de selección de las muestras utilizadas. Las limitaciones instrumentales aumentan a medida que se observan desplazamientos al rojo cada vez mayores, de forma que es difícil comparar muestras con el mismo rango de luminosidad. En el caso de los parámetros dinámicos, la dificultad reside por una parte en la visibilidad de las líneas utilizadas para determinar la velocidad, y por otra parte en la resolución espectral.

  En esta Tesis doctoral, hemos realizado un estudio de la relación de Tully-Fisher de las galaxias espirales, y del Plano Fundamental de las galaxias de tipo temprano, para muestras situadas a distintas distancias cosmológicas. Con el objetivo de minimizar las dificultades que surgen en los trabajos que comparan diferentes desplazamientos al rojo, se ha realizado un estudio detallado de los parámetros involucrados en la relación de Tully-Fisher y en el Plano Fundamental, así como de los distintos métodos utilizados para obtenerlos. Asimismo, se ha establecido una muestra local de referencia, a partir de datos obtenidos y analizados de forma similar a los de alto desplazamiento al rojo.

  En la primera parte de la Tesis, nos hemos centrado en estudiar la relación de Tully-Fisher en las bandas ópticas B, R e I, para una muestra de galaxias en 6 rangos de desplazamiento al rojo entre 0.1

  A continuación, se amplió la muestra de galaxias en el rango de desplazamiento al rojo más alto, así como en el rango local (0.1

  Finalmente, estudiamos la evolución del Plano Fundamental en las bandas B y g, para una muestra de galaxias de tipo temprano en el rango 0.2=0.7 eran 0.68 mag más brillantes en la banda B y 0.52 mag más brillantes en la banda g, que sus contrapartidas locales. Sin embargo, encontramos que la dispersión de la relación para la muestra a alto-z se reducía a la mitad cuando permitíamos un cambio en la pendiente del plano, sugiriendo una evolución diferente de las galaxias en función de sus propiedades internas. A partir del estudio de la relación de Kormendy a distintos desplazamientos al rojo, encontramos la existencia de una población de galaxias muy brillantes y compactas que es casi inexistente a z=0. La evolución de estos objetos compactos es principalmente causada por un aumento en tamaño que puede ser explicado por la acción de fusiones menores secas, más eficaces incrementando el tamaño de las galaxias que la masa estelar. Estos objetos brillantes y compactos serían los responsables de la evolución encontrada en el Plano Fundamental.