Formación y Evolución de Galaxias

    Las galaxias se han ido formando de manera progresiva a lo largo de una compleja combinación de acreción de gases, formación estelar y procesos de fusión con otras galaxias. La Línea de investigación en Formación y Evolución de Galaxias tiene como objetivo desvelar los mecanismos físicos responsables de las transformaciones más significativas de estos objetos. El equipo que compone la línea de investigación está fuertemente involucrado en el desarrollo de instrumentación de vanguardia (FRIDA, GTCAO, HARMONI, WEAVE) y tiene un papel importante en la explotación científica y el desarrollo de proyectos internacionales (SDSS, EUCLID, LSST, WEAVE).

    Objetivos específicos para 2020 - 2023:

    • Identificar las fuentes que reionizaron el Universo mil millones de años después del Big Bang. Detectar y estudiar las primeras galaxias y cuásares. Avanzar en la comprensión de la naturaleza y la realidad de la materia oscura. Investigar el universo de bajo brillo superficial para poner a prueba las predicciones sobre la materia oscura y las teorías de formación de galaxias.
    • Estudiar la física de los núcleos galácticos activos y la retroalimentación de las supernovas y su conexión con la evolución de las galaxias desde el punto de vista observacional y teórico. Explorar la naturaleza multifrecuencia de la retroalimentación e investigar su impacto en las galaxias anfitrionas utilizando datos de GTC/EMIR, FRIDA y ALMA. Ejecutar las mayores simulaciones cosmológicas hidrodinámicas hasta la fecha, desarrollando modelos de formación estelar y retroalimentación diseñados para funcionar a baja resolución.
    • Estudiar la física de la formación estelar y las condiciones del medio interestelar a lo largo de la historia del Universo y bajo diferentes condiciones físicas. Estudiar la historia de la formación estelar y las propiedades estructurales, cinemáticas y químicas de los distintos componentes de las galaxias cercanas para sondear los modelos de formación y evolución de las galaxias en un contexto cosmológico. Prepararse para realizar estudios resueltos de la población estelar más allá de lo que es posible en la actualidad, explotando los futuros instrumentos del EELT, el JWST y otras instalaciones importantes.
    • Explorar los diferentes mecanismos de acreción de gas necesarios para que las galaxias sigan formando estrellas. Obtener imágenes por primera vez de los flujos de gas del medio intergaláctico que canalizan el gas hacia las galaxias locales utilizando GTC/MEGARA y WHT/WEAVE. Investigar el papel de las fusiones mayores/menores y los procesos seculares en la evolución de las galaxias.
    • Explotar la inteligencia artificial no supervisada para ir más allá de las técnicas de análisis de datos más modernas y prepararse para los estudios espectrofotométricos de grandes bases de datos como LSST, EUCLID, J-PAS y WFIRST.
    • Mejorar el vínculo entre las observaciones y la teoría extrayendo e interpretando la información de las simulaciones de galaxias en un contexto cosmológico que abarca la mayor parte de la vida del Universo.

    Para ver los objetivos específicos anteriores, visite: web SO-IAC 2016-2019

    Coordinador
    Representante Científico de las Líneas de Investigación del Programa Severo Ochoa en el IAC
    Representante Científico de las Líneas de Investigación del Programa Severo Ochoa en el IAC
    Jairo Méndez Abreu
    Jairo Méndez Abreu
    POSTDOC "VIERA Y CLAVIJO"
    Personal
    Miembro
    Miembro
    Miembro
    Miembro
    Miembro

    Resultados científicos 2020-2023:

    • Cirros galácticos en imágenes ópticas profundas. La omnipresencia de los cirros galácticos en las imágenes ópticas profundas representa un gran obstáculo para estudiar las características de bajo brillo superficial de las fuentes extragalácticas. Utilizando técnicas de procesamiento de imágenes de última generación, hechas a medida, que incluyen el modelado y la eliminación de la luz dispersa instrumental producida por las estrellas, ha sido posible aislar la emisión óptica difusa de los cirros, permitiendo su caracterización fotométrica. Los resultados muestran el alto potencial de la fotometría óptica profunda multibanda, por sí sola, identificando la presencia de cirros con una resolución espacial mayor que la proporcionada por las observaciones en el infrarrojo lejano. Román, Trujillo & Montes, 2020, A&A, 644, 42.
       
    • Estudio de Actividad Galáctica, Toros y Flujos de Salida (GATOS). Imágenes de ALMA de toros moleculares polvorientos en galaxias Seyfert. ​​​Este trabajo presenta los primeros resultados del Galaxy Activity, Torus, and Outflow Survey (GATOS), un proyecto destinado a comprender las propiedades de los toros moleculares polvorientos y su conexión con la galaxia anfitriona en galaxias Seyfert cercanas. El proyecto amplía la gama de luminosidades de los núcleos galácticos activos (AGN) y las relaciones de Eddington cubiertas por los estudios anteriores de las Seyferts realizados por el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), con el objetivo de estudiar el ciclo de alimentación y retroalimentación del gas en una muestra combinada de 19 Seyferts. Las observaciones revelan por primera vez evidencias que apoyan que la huella de la retroalimentación del AGN es más extrema en las galaxias Seyfert de mayor luminosidad y/o mayor relación de Eddington. García-Burillo, Alonso-Herrero, Ramos Almeida, et al. 2021, A&A, 652, 98.
       
    • Fracciones de masa inferiores al 1% de estrellas jóvenes en galaxias rojas masivas. Las galaxias elípticas y lenticulares son las más antiguas y masivas del Universo. Estas galaxias se formaron rápidamente (en menos de mil millones de años) y, por tanto, sus estrellas son generalmente antiguas y frías, lo que significa que brillan principalmente en los rangos espectrales óptico e infrarrojo. Sin embargo, las estrellas jóvenes y calientes que puedan estar presentes son difíciles de detectar en estos rangos espectrales. El estudio, basado en 30.000 espectros de galaxias de tipo temprano del Sloan Digital Sky Survey BOSS, ha analizado el rango espectral UV para detectar el componente estelar joven de estas galaxias, ya que el rango UV es extremadamente sensible a la presencia de estrellas jóvenes. Los resultados muestran que las galaxias de tipo temprano están formando nuevas estrellas a un ritmo muy bajo, encontrando una pequeña fracción (0,5%) de la masa estelar de estas galaxias formada en los últimos 2 mil millones de años. Salvador-Rusiñol, Vazdekis, La Barbera, et al. 2020, Nature Astronomy, 4, 252.
       
    • Firmas cinemáticas de discos nucleares y evolución secular impulsada por barras en galaxias cercanas del proyecto MUSE TIMER. Las regiones centrales de las galaxias de disco contienen pistas sobre los procesos que dominan su formación y evolución. Para aprovecharlo, el proyecto TIMER ha obtenido datos de espectroscopia de campo integral de alta relación señal-ruido y resolución espacial del interior de unos pocos kpc de 21 galaxias masivas con barras cercanas, lo que permite estudiar la cinemática estelar en sus regiones centrales con una resolución espacial sin precedentes. Los resultados confirman las predicciones teóricas sobre los efectos de las barras en la cinemática estelar e identifican las cajas/manzanas a través de las firmas cinemáticas en galaxias poco y moderadamente inclinadas, encontrando un límite inferior a la fracción de galaxias masivas barradas con cajas/manzanas en ∼62%. Gadotti, Bittner, Falcón-Barroso, et al. 2020, A&A, 643, 14.
       
    • Comportamiento cuasi-periódico en las curvas de luz ópticas y de rayos gamma de los blazares 3C 66A y B2 1633+38. Este trabajo informa sobre la variabilidad cuasi-periódica encontrada en dos blazares incluidos en la muestra de datos del Steward Observatory Blazar Monitoring: el objeto BL Lac 3C 66A y el radiocuásar de espectro plano B2 1633+38. Esta es la primera evidencia reportada de un comportamiento cuasi-periódico en la curva de luz óptica de B2 1633+38. También se encuentra un indicio de comportamiento cuasi-periódico en la curva de luz de rayos γ de B2 1633+38 con un nivel de confianza ≥2σ, mientras que no se observa periodicidad para 3C 66A en este rango de energía. Otero-Santos, Acosta-Pulido, Becerra-González et al. 2020, MNRAS, 492, 5524.
       
    • Formación estelar impulsada por el paso pericéntrico en galaxias satélite y sus anfitriones: CLUES a partir de simulaciones del Grupo Local. Las galaxias satélite del Grupo Local muestran una gran diversidad de historias de formación estelar (SFHs) cuyo origen aún no se conoce del todo. Utilizando simulaciones hidrodinámicas del proyecto Constrained Local UniversE, los autores estudian las SFHs de los satélites de galaxias similares a la Vía Láctea en un contexto cosmológico: mientras que en la mayoría de los casos la acreción sobre su galaxia anfitriona hace que los satélites pierdan su gas, con la consiguiente supresión en la formación estelar, en alrededor del 25 % por ciento de la muestra hay un claro aumento de la formación estelar después de la inflexión. Di Cintio, Mostoghiu, Knebe, et al. 2021, MNRAS, 506, 531.
       
    • Masas estelares de cúmulos gigantes en CANDELS y galaxias simuladas mediante aprendizaje automático. Se sabe que una fracción significativa de las galaxias de disco con formación estelar a alto desplazamiento al rojo albergan aglomeraciones gigantes, cuya naturaleza y papel en la evolución de las galaxias aún no se conocen. En este trabajo, los autores presentan un nuevo método basado en redes neuronales para detectar aglomeraciones en imágenes de galaxias. Utilizan este método para detectar aglomeraciones en imágenes ópticas y UV en reposo de una muestra completa de ~1500 galaxias con formación estelar a 1 < z < 3 en el estudio CANDELS, así como en imágenes de las simulaciones cosmológicas con zoom VELA. Muestran que los efectos observacionales tienen un impacto dramático en las propiedades de las aglomeraciones derivadas, lo que lleva a una sobreestimación de la masa de las aglomeraciones de hasta un factor de 10. Las simulaciones exploradas en este trabajo reproducen en general la forma de la función de masa estelar de los grumos y las fracciones de grumos observadas. Este acuerdo sugiere que la mayoría de los grumos observados se forman in situ. Huertas-Company, Guo, Lee, et al. 2020, MNRAS, 814, 835.
       

    Resultados científicos 2016-2019

    Resultados científicos 2012-2015

     

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