Distribución de metales en discos galácticos con espectroscopía de campo integral

Resumen

Con el fin de arrojar más luz sobre los mecanismos que gobiernan la evolución de las galaxias esta Tesis se centra en el análisis 2D de las abundancias químicas de las regiones HII extragalácticas, estudiando con la más alta resolución posible no sólo la metalicidad global, sino también la variación de estas propiedades entre los diferentes tipos de galaxias. Además analizaré las conocidas discrepancias a la hora de medir la abundancia de oxígeno a partir de diferentes fases del medio interestelar y con diferentes trazadores, comparando las diferencias entre éstas y la abundancia, colores y distribución de la estrellas con especial atención a las zonas más externas de los discos donde el papel relativo de los procesos evolutivos deberían ser más fáciles de desentrañar. En particular, en esta Tesis voy a utilizar los datos de Espectroscopía de Campo Integral (IFS) que pertenecen al proyecto CALIFA para, por un lado probar, confirmar y ampliar los resultados anteriores sobre los gradientes de metalicidad de los discos espirales, y por el otro, voy a constreñir las predicciones procedentes de los modelos teóricos. Gracias a nuestros datos podré comprobar los métodos de líneas intensas, un diagnóstico muy utilizado para medir metalicidades. También voy a describir el trabajo realizado dentro de las colaboraciones CALIFA y MEGARA como la clasificación morfológica de la muestra madre o las fases más técnicas de la reducción de datos y de los procedimientos de control de calidad en los que estuve profundamente involucrada dentro de ambos proyectos. El primer resultado científico de esta Tesis ha sido el estudio exhaustivo del cubo de datos de la galaxia espiral NGC5668 (Marino et al. 2012). A partir de la combinación de los datos de IFS con las imágenes pancromáticas de banda ancha, se obtuvieron los perfiles radiales de brillo superficial y de color que se han comparado con modelos evolutivos. El resultado principal es el descubrimiento de un barra en su etapa de formación que está produciendo un cambio inusual en el gradiente de metalicidad del gas. Este resultado sugiere que no todas las galaxias siguen las predicciones de crecimiento suave contempladas por el escenario inside-out para la formación de discos galácticos. El segundo resultado es la actualización de dos de las calibraciones empíricas más utilizadas para calcular el contenido de oxígeno basándonos en la recopilación más completa de datos que incluye nuevas medidas de temperatura electrónica en los espectros de CALIFA como otras medidas directas de la literatura. Este estudio se basa en un conjunto sin precedentes de regiones HII y nos permite derivar la calibración más exacta para las galaxias cercanas hasta la fecha, tanto para el indicador O3N2 como para N2, en términos estadísticos y de más amplia calidad y cobertura del espacio de parámetros (Marino et al. 2013). Por último, presento los resultados que se han publicado en Marino et al. (2015) donde se describe el análisis combinado de los gradientes de metalicidad obtenidos a partir de los datos de CALIFA, con los perfiles de brillo superficiál y los perfiles de color de la muestra SDSS. Nuestro análisis ha confirmado la presencia de perfiles de color con forma de U en las partes exteriores de la gran mayoría de las galaxias espirales de CALIFA, así como un aplanamiento en muchos de los gradientes de metalicidad de gas ionizado para los mismos intervalos radiales. La metodología, el análisis y los resultados presentados demuestran la fuerza y la urgencia de utilizar datos IFS combinados con imágenes multionda para mejorar nuestra comprensión sobre la historia de enriquecimiento químico y evolución de galaxias; para derivar la distribución 2D del contenido en metales de una galaxia con la mejor resolución espectral y espacial; para comprobar la validez de las calibraciones empíricas de metalicidad y para acotar con nuestros resultados las predicciones teóricas del escenario inside out de evolución de discos