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Laura Sánchez Menguiano ha ganado el premio a la mejor tesis del 2017 en astronomía concedido por la Sociedad Española de Astronomía. La tesis de Laura usa datos de CALIFA, tomados con el espectrógrafo de campo integral PMAS del telescopio de 3.5m de Calar Alto, para analizar en detalle la estructura espiral de las galaxias de disco.
La mayoría de las galaxias en el Universo local muestran unos llamativos brazos espirales formados por concentraciones de gas y estrellas brillantes que rotan alrededor de un bulbo de estrellas más viejas. Aunque resulta de una importancia fundamental, la formación y persistencia de esta estructura espiral aún no se comprende bien. A pesar de ello, es indiscutible que los brazos deben jugar un papel clave en la evolución química y dinámica de las galaxias de disco.
Las galaxias espirales se pueden clasificar en dos grupos principales según la apariencia de sus brazos: floculentas (marcadas con F en las figuras) y gran diseño (marcadas con G). Las galaxias gran diseño muestran brazos más continuos, definidos y simétricos, mientras que las floculentas presentan brazos “parcheados”, poco definidos y con escasa simetría. Al estudiar las propiedades (como la edad y la composición química) de las estrellas y el gas dentro (intrabrazo) y fuera (interbrazo) de los estructura espiral para ambos grupo podemos entender mejor cómo se forman y evolucionan los diferentes tipos de brazos espirales.
Para abordar este problema, como parte del trabajo desarrollado durante su tesis, Laura Sánchez Menguiano ha estudiado una muestra de galaxias espirales, tomada del cartografiado CALIFA (Calar Alto Legacy Integral Field spectroscopy Area), y ha medido la abundancia de oxígeno del gas ionizado asociado con la formación estelar en estas galaxias. El oxígeno constituye el mejor indicador para estudiar la metalicidad del gas, que determina la composición química de las futuras generaciones de estrellas por nacer. Siendo uno de los mayores cartografiados espectroscópicos de galaxias en el Universo local, CALIFA proporciona entre mucha otra información mapas en dos dimensiones de la emisión de la línea espectral de oxígeno de cientos de estos sistemas.
“Esta tesis constituye la caracterización bidimensional más completa hasta la fecha de la distribución de abundancia de oxígeno del gas ionizado para una muestra grande y estadísticamente significativa de galaxias espirales”, dice L. Sánchez Menguiano, quien seleccionó una submuestra de espirales (vistas casi de cara) de CALIFA, conteniendo tanto floculentas como gran diseño, para buscar diferencias entre ellas.
Observaciones anteriores (y modelos/simulaciones de formación de galaxias) han mostrado un gradiente en la abundancia de oxígeno – el gas se vuelve menos metálico conforme se va alejando del centro de la galaxia –, como se espera en un escenario en el que el disco se forma de dentro hacia fuera. En este estudio, Sánchez Menguiano y colaboradores han dado un paso más buscando variaciones de la abundancia entre las regiones intra- e inter- brazo. Además, han encontrado otras desviaciones del mencionado perfil radial en forma de un aplanamiento (estabilización) de la cantidad de oxígeno en las zonas más externas del disco. Igualmente sorprendente, existe también una deficiencia de oxígeno en las zonas más centrales de las galaxias más masivas de su muestra.
Mientras que en las espirales gran diseño no se han encontrado diferencias entre las regiones intra- e inter- brazo (respecto al gradiente negativo global), sí han observado sutiles diferencias en las espirales floculentas, indicando que el/los mecanismo(s) responsables de la formación de los brazos en las galaxias floculentas podrían ser diferentes de los implicados en la formación de las gran diseño. La presencia de una barra, componente bastante común en galaxias espirales (como nuestra propia Vía Láctea), también genera sutiles diferencias en la composición química entre ambas regiones.
Es importante destacar que gran parte de los resultados basados en los datos de CALIFA han sido confirmados con datos de alta resolución tomados con el instrumento MUSE del telescopio VLT (por sus siglas en inglés) de la ESO, en Chile. “Estos resultados proporcionan importantes límites a los modelos de evolución química que aspiran a explicar la formación y evolución de las galaxias espirales, intentando aportar nuestro grano de arena en la comprensión del universo que nos rodea” concluye.
Laura Sánchez Menguiano recibirá el premio a la mejor tesis del 2017 durante la ceremonia inaugural del XIII encuentro de la Sociedad Española de Astronomía en Salamanca, el 16 de julio del 2018.
Publicaciones: Sánchez-Menguiano et al. 2016, 2017
El Observatorio Astronómico Hispano-Alemán de Calar Alto está situado en la Sierra de Los Filabres, norte de Almería (Andalucía, España). Es operado conjuntamente por el Instituto Max-Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) en Granada, España. Calar Alto proporciona tres telescopios con aperturas de 1.23m, 2.2m y 3.5m. Un telescopio de 1.5m, también localizado en la montaña, es operado bajo el control del Observatorio de Madrid.
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