Evolución sin bulbo y el auge de los discos (BEARD): I. Mecanismos físicos detrás de la relación masa-tamaño en galaxias tipo Vía Láctea

Imágenes en color de seis galaxias sin bulbo de BEARD: NGC 3938, 2543, 1090, 1087, 3486 y 7606 (izq. a der.). Generadas con GNUastro usando astscript-color-faint-gray (Infante-Sainz & Akhlaghi 2024). Crédito: C. Marrero de la Rosa & J. Román.
Fecha de publicación
Autores
Javier Román García
et al.
Referencias

En el marco del modelo cosmológico Lambda-CDM, las galaxias crecen mediante la acreción gradual de material y a través de fusiones con otras galaxias. Este escenario explica con éxito muchas estructuras cósmicas, pero tiene dificultades para dar cuenta de la existencia de numerosas galaxias espirales masivas que carecen de un bulbo central prominente, discos puros, en el Universo local. Comprender cómo se forman y sobreviven estos sistemas es también fundamental para situar en contexto a nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea, que alberga también un bulbo de baja masa.

En este estudio analizamos 22 galaxias cercanas sin bulbo dentro del proyecto BEARD. Utilizando imágenes de brillo superficial muy profundas — alcanzando hasta 30 mag arcsec^-2 — trazamos sus regiones externas más débiles con un nivel de detalle sin precedentes. Estas observaciones, obtenidas con el telescopio Isaac Newton de 2.5 m, nos permiten definir el tamaño galáctico mediante el radio R1, definido como la distancia galactocéntrica a la que la densidad superficial de masa estelar alcanza 1 masa solar por parsec cuadrado. Esta definición ha sido propuesta por Trujillo et al. (2020) como un proxy empírico del borde físico de la formación estelar in situ, y por tanto como un estimador del tamaño de la galaxia.

Encontramos que estas galaxias sin bulbo siguen una relación notablemente ajustada entre su masa estelar y su tamaño. Al comparar nuestros resultados con simulaciones cosmológicas de última generación, mostramos que la diversidad observada en los tamaños galácticos está relacionada con su estructura interna y con las interacciones que han experimentado en el pasado. En particular, las galaxias sin bulbo parecen haber sufrido fusiones en configuraciones que permitieron la supervivencia de sus discos y que las sitúan en halos de materia oscura con un momento angular ligeramente mayor.

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