Dos caminos divergen en una simulación cosmológica: las vías de formación de las galaxias S0

• Título: The two formation pathways of S0 galaxies.
• Autores/as: Simon Deeley, Michael J. Drinkwater, Sarah M. Sweet, Kenji Bekki, Warrick J. Couch, Duncan A. Forbes, Arianna Dolfi.
• Institución del primer autor: School of Mathematics and Physics, University of Queensland (Australia).
• Estado del artículo: Publicado en MNRAS.

Nota: artículo traducido de astrobites.org. El autor del artículo original es Jason Hinkle.

¿Qué son las galaxias S0?

En el universo existen galaxias de muy distintas formas y tamaños. Hay tres grandes grupos, conocidos como: elípticas, espirales e irregulares. Estos tipos de galaxias se han unido históricamente en lo que llamamos “el diapasón de Hubble”, el cual contiene una subdivisión de los tipos anteriores. Conectando los tipos elípticos y espirales de galaxias tenemos a las galaxias S0 (también llamadas galaxias lenticulares). Observacionalmente, estas galaxias tienen un disco, como en las galaxias espirales, pero no tienen una significativa formación estelar, igual que ocurre en las galaxias elípticas.

Las galaxias S0 son muy comunes en el universo local, particularmente en entornos densos como los cúmulos de galaxias. A pesar de su abundancia, el modo en que se forman estas galaxias es todavía materia de debate en la literatura. Hay dos hipótesis principales. La primera es “el desnudamiento” (stripping en inglés), donde una galaxia espiral azul es despojada de su gas en un proceso conocido como “Ram-pressure stripping”. El segundo es la fusión, donde una galaxia espiral se fusiona con una compañera más pequeña y el gas es expulsado o es consumido rápidamente para formar estrellas. Estudios recientes de galaxias S0 parecen indicar que una única vía de formación no puede explicar la diversidad observada en cinemática y estructura galáctica.

La vida y la época de las galaxias S0

El equipo firmante del artículo de hoy tiene por objetivo responder a la cuestión sobre la formación de galaxias S0 a través de simulaciones. Haciendo uso de la simulación IllustrisTNG-100, la cual cubre un rango de masas que va desde una nube molecular (más pequeña que una galaxia aislada) hasta algo de la masa del cúmulo de Virgo (que está compuesto de muchas galaxias). Para confirmar que sus simulaciones son realistas, comparan las propiedades de las galaxias simuladas con las de galaxias reales obtenidas por los sondeos del Sydney AAO Multi-object Integral-field Spectrograph (SAMI) y del Galaxy and Mass Assembly (GAMA). Para llevar esto a cabo, comparan diagramas de color-magnitud de galaxias sintéticas, mapas cinemáticos y fracciones de S0 entre las observaciones y las simulaciones. Mientras que algunos detalles de las propiedades de las galaxias son diferentes entre las simulaciones y los datos, el equipo autor del artículo encuentra que las tendencias generales entre las clasificaciones de galaxias y los porcentajes están en consonancia. Utilizando estos resultados, realizan un corte de color de g-r = 0.6 (donde g y r son los filtros fotométricos) para seleccionar galaxias S0 además de realizar un corte morfológico.

Con sus simulaciones, el equipo investigador es capaz de seguir la vía de evolución de cada galaxia S0 para entender su vía de formación. La Figura 1 muestra la historia completa de cada S0. A grandes rasgos, las galaxias S0 inician sus vidas como galaxias azules con formación estelar (en la parte derecha de los paneles a y b en la Figura 1). A medida que evolucionan, algunas son despojadas de su gas y otras terminan realizando grandes fusiones entre galaxias. Finalmente, hay un pequeño grupo que pasivamente (es decir, sin ninguna interacción) terminan siendo una galaxia S0.  Cada galaxia cruza eventualmente el límite g-r = 6.0 y se convierte en una galaxia S0 roja. En el panel de la derecha, vemos que las galaxias S0 comienzan formando estrellas a un ritmo decente (unas 10 Msol/año) y pasan a un ritmo de baja formación estelar (menos de 1 Msol/año) una vez han llegado a ser S0.

Las dos vías

Como podemos ver en la Figura 1, las vías dominantes para la formación de S0 son las fusiones y los eventos de inflexión (se quedan sin gas). La Figura 2 ilustra estos escenarios y ofrece los ritmos ofrecidos por las simulaciones. Mientras que el despojo de gas y las fusiones abarcan a la mayoría de galaxias S0, algunas pueden formarse de forma pasiva o a través de acreción de pequeños discos ricos en gas por parte de una galaxia elíptica compacta.

Mostrando que hay dos vías muy probables para la formación de galaxias S0, el artículo de hoy ha ayudado a explicar la diversidad en las propiedades de las galaxias S0 que observamos. Mientras el equipo investigador indica una cierta tendencia en las propiedades asociada con una vía particular de formación, piden precaución a la hora de utilizar propiedades cinemáticas para tratar de distinguir entre vías de formación que difícilmente pueden ser observadas. Sin embargo, parece claro que la mayor parte de las galaxias S0 se forman cuando una galaxia espiral sufre un evento que le quita el gas pero que permite la permanencia de un disco. Mientas seguimos comprendiendo las complejidades de la evolución de galaxias, las galaxias S0 seguirán siendo importantes a la hora de entender la evolución galáctica por completo.

Nota de traducción: al traducir cualquier texto, las traducciones literales no siempre capturan bien el significado de modismos y frases hechas. En casos como este, como traductores hacemos nuestro mejor esfuerzo para mantener el espíritu del artículo original, y no tanto el significado literal de las palabras. También intentamos proporcionar enlaces a conceptos en el idioma traducido en lugar de en el original, siempre que sea posible. De este modo queremos reconocer la naturaleza de nuestras traducciones como una colaboración entre les autores originales y les traductores.