Busca por relíquias : galáxias massivas e compactas no Universo local

Abstract

Observações em alto redshift revelam que uma população de galáxias massivas e quiescentes (chamadas red nuggets) já existia há 10 bilhões de anos. Essas galáxias são consideradas as progenitoras de galáxias quiescentes massivas do Universo local, porém, quando comparadas à elas, mostram diferenças significativas: elas são muito mais compactas, mais alongadas e muitas possuem discos. Simulações sugerem que a evolução no tamanho deve-se principalmente a minor mergers, embora outros processos físicos também possam estar envolvidos. Assim, o estudo desses objetos é crucial para entender a formação de galáxias massivas. Porém, apenas propriedades globais de red nuggets são conhecidas, pois estudos espectroscópicos espacialmente resolvidos desses objetos não são possíveis com a atual geração de telescópios. Como mergers ocorrem de maneira estocástica, espera-se que exista uma população de galáxias no universo local que não tenham passado por esses processos desde que se tornaram quiescentes. Essas galáxias, chamadas galáxias relíquias, são análogos locais das red nuggets de alto redshift. Neste trabalho, apresento uma análise de galáxias massivas compactas locais para avaliar se suas propriedades são consistentes com o que é esperado para galáxias relíquias. Esta análise é baseada em dados de espectroscopia de campo integral (IFS) do levantamento astronômico Mapping Near Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA) do projeto Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Foi feita uma análise da cinemática das galáxias massivas compactas, a fim de comparar com o que é sabido da literatura para galáxias relíquias e red nuggets em z ∼ 2. Observou-se que galáxias compactas exibem, em média, um suporte rotacional maior do que uma amostra de controle de galáxias early-type de tamanhos normais, ao mesmo tempo que possuem propriedades cinemáticas consistentes com não terem sofrido dry mergers. Isso está de acordo com um cenário em que esses objetos têm um histórico de poucas ocorrências de minor mergers desde que se tornaram quiescentes, tornando-os candidatos a serem galáxias relíquias.

Observations at high redshift reveal that a population of massive, quiescent galaxies (called red nuggets) already existed 10 billion years ago. These galaxies are thought to be the progenitors of local massive quiescent galaxies. However, compared to their local universe counterparts, these objects show significant distinctions: they are very compact, more elongated and many have disks. Simulations suggest that this evolution in size is mainly due to minor mergers, although other physical processes may be involved as well. Thus, the study of these objects is crucial to understand the formation of massive galaxies. However, only global properties of red nuggets are known, since spatially resolved spectroscopic studies are not feasible with the current generation of telescopes. Since mergers occur in a stochastic manner, it is expected that there exists a population of galaxies in the local universe that have not gone through these processes since they became quiescent. These galaxies, called relic galaxies, are local analogues of the high redshift red nuggets. In this work I present an analysis of local massive compact galaxies to assess if their properties are consistent with those expected for relic galaxies. This analysis is based on integral field spectroscopy (IFS) data from the Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA) astronomical survey from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) project. We characterized the kinematics of massive compact galaxies in order to compare with what is known about relic galaxies in the literature. We find that compact galaxies exhibit, on average, a higher rotational support than a control sample of average sized early-type galaxies, as well as kinematic features consistent with them not having suffered a significant number of dry mergers in their history. This is in agreement with a scenario in which these objects have a quiet minor merging history since they became quiescent, rendering them candidates for relic galaxies.