Las relaciones de la formación estelar en galaxias luminosas en el infrarrojo

Resumen

La formación estelar en galaxias es en la actualidad objeto de gran interés, pues seguimos sin comprender completamente los mecanismos físicos que impulsan la formación de estrellas. Profundizar en este estudio es primordial para entender cómo se forman y evolucionan las galaxias. Con el objetivo de comprender el proceso de la formación estelar, en esta tesis nos enfocamos principalmente en el estudio de las leyes de la formación estelar en galaxias luminosas en el infrarrojo (LIRGs) cercanas. Comenzamos estudiando la LIRG prototípica NGC1068, que se caracteriza por tener un núcleo activo y brotes intensos de formación estelar dispuestos en su anillo. Después nos centramos en una muestra de 16 LIRGs locales que engloban diferentes morfologías: desde objetos aislados hasta objetos formados a partir de fusiones de galaxias. En todo el trabajo hemos estudiado cada galaxia usando observaciones interferométricas a gran resolución de diferentes líneas moleculares, cubriendo un amplio rango de densidades del gas molecular. Además, hemos complementado estas observaciones con imágenes de la emisión de la línea Pa-alpha en el infrarrojo cercano. A partir de estas observaciones, estudiamos la relación de Kennicutt-Schmidt, que relaciona la densidad superficial de tasa de formación estelar con la densidad superficial del gas molecular. Observamos la existencia de una cierta escala espacial crítica en NGC1068 por debajo de la cual no se encuentra una correlación entre el gas y la tasa de formación estelar. En la muestra de LIRGs encontramos que algunos objetos muestran un comportamiento dual en la relación de formación estelar a escalas de 90 pc. A medida que la escala espacial va aumentando, esta dualidad desaparece y la correlación tiende a una ley unimodal. Una prescripción alternativa de las relaciones de formación estelar es la que relaciona la eficiencia de la formación estelar con la autogravedad del gas. Esta prescripción, junto con otras basadas en cantidades físicas como la dispersión de velocidad, muestra la importancia del entorno dinámico del gas a la hora de formar estrellas. En el caso de NGC1068, observamos que la interfaz barra-anillo potencia la formación estelar en esa zona. En el caso de la muestra de LIRGs encontramos que las regiones centrales de las galaxias con comportamiento dual son más eficientes con el aumento de la dispersión de velocidad y la autogravedad del gas, en comparación con las regiones más externas de estas galaxias. Nuestros resultados muestran que el entorno dinámico de las galaxias juega un papel clave a la hora de definir la eficiencia en el proceso de formación estelar. Con este trabajo hemos encontrado que las leyes que describen la formación estelar no son universales.