Desvendando galáxias difusas e seus sistemas de aglomerados globulares em um ambiente de baixa densidade em torno de NGC 3115

Abstract

Galáxias de baixo brilho superficial (LSB) e galáxias anãs estão entre os objetos mais numerosos e também um dos mais misteriosos do Universo, já que a observação e o estudo desses tipos de objetos astronômicos ainda são desafios devido à baixa luminosidade que eles possuem. As galáxias anãs de baixo brilho superficial (LSBds) foram descobertas nos anos 80 na vizinhança da Via-Láctea e no Grupo Local. Entretanto, apenas recentemente tornou-se possível obter dados para estudar essas galáxias em regiões mais distantes do Universo. Quando iniciamos este trabalho, a maioria das LSBds eram encontradas em ambientes de alta densidade e ainda pouco se sabia sobre as propriedades dessas galáxias em ambientes de baixa densidade. As galáxias possuem uma importante correlação entre seus mecanismos de evolução e os ambientes em que elas se encontram. Encontrar e entender as LSBds em um ambiente de baixa densidade é fundamental para construir a teoria por trás da formação de galáxias em pequena escala no Universo. Para ajudar a entender e obter mais informações sobre essas galáxias os Aglomerados Globulares (GCs) nos possibilitam a recuperação de informações acerca do estágio inicial da formação de galáxias, já que eles possivelmente se formam nesse mesmo estágio e preservam as informações dessa época. Além disso, é possível obter informações acerca de sua galáxia principal, como a sua massa, população estelar, distâncias e a quantidade de matéria escura presente no halo da galáxia. Assim, nosso trabalho apresenta a identificação de 24 LSBds identificadas no ambiente de baixa densidade na vizinhança de NGC 3115. Algumas dessas galáxias possuíam fontes pontuais de interesse como candidatos a GCs e, assim, por meio da obtenção de dados mais profundos utilizando o Telescópio Gemini, foi feita a identificação dos sistemas de GCs de 9 LSBds previamente identificadas. Por meio da população de GCs dessas galáxias foi possível determinar a Função Luminosidade dos Aglomerados Globulares e obter um limite superior de massa total dessas galáxias difusas.Além disso,com o objetivo de identificar umsistema análogo ao estudado observacionalmente por este trabalho em simulações, foi implementado um método de seleçãoe classificação de subhalos na IllustrisTNG-50 em buscade identificar galáxiaslenticulares emambiente debaixa densidade com semelhança à NGC 3115.

Low surface brightness galaxies (LSBs) and dwarf galaxies are among the most numerous and also one of the most mysterious objects in the Universe, as the observation and study of these types of astronomical objects are still challenging due to their low luminosity. Low surface brightness dwarf galaxies (LSBds) were discovered in the 1980s in the vicinity of the Milky Way and in the Local Group. However, only recently it was possible to obtain data to study these galaxies in more distant regions of the Universe. Having been found mostly in high-density environments, at the start of this work little was known about the properties of these galaxies in low-density environments. Galaxies have an important correlation between their evolution mechanisms and the environments in which they are found. Finding and understanding LSBds in a low-density environment is critical to building the theory behind small-scale galaxy formation in the Universe. To help understanding and gaining more information about these galaxies, Globular Clusters (GCs) enable us to recover information about the early stage of galaxy formation, since they form at this same stage and preserve information from that time. In addition, it is possible to obtain information about their main galaxy, such as its mass, stellar population, distances, and the amount of dark matter present in the galaxy halo. Thus, our work presents the identification of 24 LSBds in the low-density environment in the neighborhood of NGC 3115. Some of these galaxies have point sources of interest as GCs candidates, and so, by obtaining deeper data using the Gemini Telescope, the identification of the GC systems of 9 previously identified LSBds was performed. By means of the GC population of these galaxies it was possible to determine the Luminosity Function of Globular Clusters and to obtain an upper limit of the total mass of these diffuse galaxies. Furthermore, in order to identify a system analogous to the one studied observationally by this work in simulations, a subhalos selection and classification method was implemented in IllustrisTNG-50 in search of identifying lenticular galaxies in a low-density environment with similarity to NGC 3115.