La Vía Láctea y el Grupo Local

    Esta línea de investigación se centra en el estudio de las galaxias del Grupo Local, incluida la Vía Láctea, a través de sus estrellas y nebulosas resueltas. En este campo se han logrado importantes avances gracias a proyectos como la misión Gaia, grandes muestreos espectroscópicos de seguimiento (por ejemplo, WEAVE, SDSS, 4MOST, IACOB, DESI) y gracias a otras misiones y telescopios como TESS, PLATO y LSST.

    Objetivos específicos para 2020 - 2023:

    • Estudiar la morfología, la estructura, la química, la cinemática, la dinámica y la historia de ensamblaje de los diferentes componentes de la Vía Láctea utilizando conjuntos de datos de última generación e interpretar estas propiedades mediante modelización y simulaciones hidrodinámicas cosmológicas.
    • Derivar las historias de formación estelar de los diferentes componentes (disco fino y grueso, bulbo y halo) de la Vía Láctea, las Nubes de Magallanes y otras galaxias del Grupo Local utilizando Gaia, imágenes de campo amplio obtenidas desde tierra y datos del HST, y estudiar las poblaciones estelares de la galaxia central utilizando EMIR y MIRADAS.
    • Estudiar la cinemática interna y la química de las galaxias enanas y determinar las propiedades de su halo de materia oscura, explotando los datos de Gaia y de estudios espectroscópicos futuros.
    • Estudiar el fenómeno de las poblaciones estelares múltiples en los cúmulos globulares utilizando diagramas de color- magnitud para los objetos de la Vía Láctea y sus satélites y espectroscopia integral de alta resolución en galaxias lejanas.
    • Utilizar las galaxias del Grupo Local como trampolín para estudiar el universo lejano y primitivo hasta la época de reionización.
    • Preparar el camino para el estudio con ELT/HARMONI de poblaciones estelares resueltas más allá del Grupo Local.
    • Desarrollar librerías espectrales semiempíricas, librerías de modelos de evolución estelar y herramientas de síntesis de poblaciones y validar las metodologías utilizando estrellas locales, regiones HII, nebulosas planetarias y sistemas estelares cercanos.

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    Resultados científicos 2020-2023:

    • El impacto recurrente de la enana de Sagitario en la historia de formación estelar de la Vía Láctea. Utilizando los datos de Gaia DR2, se obtuvo la historia de formación estelar (SFH) de una burbuja de 2 kpc de radio alrededor del Sol. Esta SFH presenta conspicuos eventos de formación estelar hace alrededor de 5,7, 2 y 1 Gyr, coincidiendo con los pasos pericéntricos inferidos de la galaxia enana de Sagitario que, por tanto, emerge como un actor importante en la formación del disco de la Vía Láctea. Ruiz-Lara et al. 2020, NatAs, 4, 965-973.
       
    • Rotación interna de los satélites esferoidales enanos de la Vía Láctea con Gaia Early Data Release 3. Utilizando los datos de Gaia EDR3 y las velocidades en la línea de visión de la literatura, estudiamos la cinemática interna de seis satélites esferoidales enanos de la Vía Láctea (MW). Encontramos una rotación significativa en el plano del cielo para Carina, Fornax y Sculptor. Estas son las primeras mediciones de la rotación en el plano para los satélites clásicos de la MW. La rotación en el plano del cielo no parece jugar un papel clave en la forma 3d de estas galaxias. Las velocidades de rotación y la distancia actual de los satélites al MW sugieren que, o bien la agitación de marea tuvo un efecto débil en estos sistemas, o bien sufrieron una transformación de marea consistente.
       
    • Movimientos propios sistémicos de las galaxias del Grupo Local. Utilizando la astrometría y la fotometría de la Publicación de Datos Tempranos 3 de Gaia, determinamos los movimientos propios sistémicos de la mayor muestra de galaxias del Grupo Local hasta la fecha hasta una distancia impresionantemente grande de aproximadamente 1,4 Mpc. Los resultados han tenido un impacto en varios aspectos de las propiedades de las galaxias vecinas de la Vía Láctea, entre ellos sus interacciones con la Vía Láctea y el origen de algunas de ellas como satélites de la Gran Nube de Magallanes. Battaglia et al. (2022), A&A, 657, 54. Imagen de la semana de la ESA.
       
    • Resolviendo el enigma de las nebulosas planetarias más brillantes. Las nebulosas planetarias (PNe) más brillantes de cualquier sistema estelar alcanzan una luminosidad máxima, casi invariable, de [OIII]5007. La teoría no puede explicarlo en sistemas antiguos, como bulbos o elípticas, si, como se espera, se originan a partir de progenitores de M>2 Msun, porque tales estrellas ya no deberían estar allí. Sin embargo, los espectros GTC profundos de PNe brillantes en M31 muestran que los progenitores de las PNe más brillantes fueron, en todos los casos estudiados, estrellas de 1,5 masas solares que ahora excitan nebulosas normales de alta densidad. Una modelización reciente que utiliza pistas evolutivas actualizadas muestra que estas PNe pueden efectivamente alcanzar el valor de corte de m(5007)=-4,54 mag durante un corto periodo de tiempo en torno a los 1000 años. Esto prepara el terreno para resolver finalmente, creemos, este enigma de 30 años. Galera-Rosillo et al. 2022 A&A 657,71.
       
    • Una corriente estelar remanente de un cúmulo globular por debajo del umbral de metalicidad. Combinando los datos astrométricos de Gaia eDR3 con las metalicidades fotométricas del sondeo Pristine, presentamos el descubrimiento de la corriente estelar C-19 (Martin et al. 2022, Nature), el sistema estelar más pobre en metales jamás conocido en nuestra Galaxia, con una metalicidad de [Fe/H] = -3,6, muy por debajo de cualquier otra estructura conocida en la Galaxia, con una baja dispersión de metalicidad y abundancias de elementos pesados medidas a través de observaciones de seguimiento con el Telescopio Gemini Norte en Hawai y el Gran Telescopio Canarias (GTC o Grantecan) en La Palma. Martin et al. 2022, Nature, 601, 45.

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