Subpoblaciones de cúmulos globulares: claves sobre la formación de galaxias de tipo temprano en grupos y el campo

Existe en la actualidad cierto consenso de que los cúmulos globulares (CGs) se formaron en eventos intensos de formación estelar. Si bien no ha sido explicado satisfactoriamente aún, tanto los estudios de los CGs de nuestra galaxia, como el análisis espectroscópico de distintos sistemas de CGs extragalácticos, han mostrado que casi la totalidad de los CGs que observamos hoy en día se formaron durante las primeras etapas del ensamble de las galaxias a las que pertenecen. Por otro lado, si bien se sabe actualmente que muchos, si no es que todos, los CGs presentan múltiples poblaciones estelares, estos continúan siendo los ejemplos más parecidos a poblaciones estelares simples. La razón de ello radica en que, en cualquier caso, todos los CGs poseen una población estelar dominante, la cual se formó en una escala de tiempo corta, y en base a material químicamente homogéneo. Dicha población domina las propiedades integradas de estos objetos en cuestión. Estas características, sumadas al hecho de que, a excepción de algunas galaxias que pueblan el extremo débil de la función de luminosidad, todas poseen un sistema de CGs detectable, han motivado que durante las últimas décadas se haya extendido ampliamente el estudio de dichos sistemas, con el objeto de obtener información sobre las primeras etapas de la formación de las galaxias. En este contexto, con la aparición en los 90 de los telescopios de gran superficie colectora, se han realizado numerosos estudios de sistemas de CGs, y se han establecido ya varias propiedades que caracterizan a dichos sistemas. Entre ellas, las distribuciones de color integrado y las distribuciones espaciales, las cuales han llevado a identificar la presencia de distintas subpoblaciones de CGs tal y como ocurre en nuestra propia Vía Láctea. De la misma forma, también se han comenzado a realizar estimaciones de edades y metalicidades, que junto con las medidas de velocidades radiales han aportando tanto en dar respuestas a algunos interrogantes, como también en generar nuevas preguntas que aún no han sido respondidas. Entre los hallazgos de los estudios antes mencionados se encuentra el hecho de que el número de CGs que posee una galaxia muestra una clara relación con la masa total de las mismas, y que son las de tipo temprano aquellas que poseen un mayor número de estos objetos, y que además, es en ellas donde resultan más fácilmente identificables. Estas consideraciones explican por qué la mayoría de los estudios de sistemas de CGs a la fecha se han centrado en galaxias elípticas masivas en ambientes de cúmulos. En tal circunstancia, resulta obvio entonces que se conoce muy poco sobre las propiedades de los sistemas pertenecientes a galaxias de tipo tardío, así como también, de aquellos sistemas pertenecientes a galaxias elípticas y lenticulares (S0) en ambientes menos densos. El material observacional con que se trabajó en esta Tesis está integrado por imágenes profundas obtenidas a través de los filtros g', r' e i' (además de z' para una de las galaxias) de varios campos centrados en diversas galaxias S0. Además de ello, se trabajó con datos de tipo espectroscópico en modo multi-objeto para una de las galaxias, habiéndose determinado edades y metalicidades para una submuestra de objetos, empleando los índices de Lick, y la comparación con modelos de poblaciones estelares simples. En este contexto, el objetivo general de esta Tesis fue el de caracterizar diferentes sistemas de CGs pertenecientes a galaxias S0 ubicadas en ambientes poco densos. El aporte en cuanto al estudio de las galaxias de tipo temprano de la muestra en particular, consistió principalmente en determinar la presencia o no de distintas subpoblaciones de CGs. La información obtenida a partir del estudio de estos sistemas en conjunto con el análisis fotométrico de sus galaxias anfitrionas, nos ha permitido ampliar el conocimiento general de los mismos. Por otra parte, la base fotométrica aquí presentada, por su homogeneidad, constituye por si misma un aporte importante, ya que servirá como punto de partida para trabajos espectroscópicos futuros. Se espera que, en el trabajo futuro, todo lo aquí presentado ayude a delinear los procesos que gobiernan la formación y evolución de las galaxias y sus sistemas de CGs.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

The Southern Photometric Local Universe Survey (S-PLUS): improved SEDs, morphologies, and redshifts with 12 optical filters

The Southern Photometric Local Universe Survey (S-PLUS) is imaging ∼9300 deg² of the celestial sphere in 12 optical bands using a dedicated 0.8 m robotic telescope, the T80-South, at the Cerro Tololo Inter-american Observatory, Chile. The telescope is equipped with a 9.2k × 9.2k e2v detector with 10 μm pixels, resulting in a field of view of 2 deg² with a plate scale of 0.55 arcsec pixel⁻¹. The survey consists of four main subfields, which include two non-contiguous fields at high Galactic latitudes (|b| > 30°, 8000 deg²) and two areas of the Galactic Disc and Bulge (for an additional 1300 deg²). S-PLUS uses the Javalambre 12-band magnitude system, which includes the 5 ugriz broad-band filters and 7 narrow-band filters centred on prominent stellar spectral features: the Balmer jump/[OII], Ca H + K, H δ, G band, Mg b triplet, H α, and the Ca triplet. S-PLUS delivers accurate photometric redshifts (δz/(1 + z) = 0.02 or better) for galaxies with r < 19.7 AB mag and z < 0.4, thus producing a 3D map of the local Universe over a volume of more than 1(Gpc/h)³. The final S-PLUS catalogue will also enable the study of star formation and stellar populations in and around the Milky Way and nearby galaxies, as well as searches for quasars, variable sources, and low-metallicity stars. In this paper we introduce the main characteristics of the survey, illustrated with science verification data highlighting the unique capabilities of S-PLUS. We also present the first public data release of ∼336 deg² of the Stripe 82 area, in 12 bands, to a limiting magnitude of r = 21, available at datalab.noao.edu/splus.Instituto de Astrofísica de La Plat

Stellar systems in the direction of the Hickson Compact Group 44 : I. Low surface brightness galaxies

Context. In spite of the numerous studies of low-luminosity galaxies in different environments, there is still no consensus about their formation scenario. In particular, a large number of galaxies displaying extremely low-surface brightnesses have been detected in the last year, and the nature of these objects is under discussion. Aims. In this paper we report the detection of two extended low-surface brightness (LSB) objects (μeffg′ ≃ 27 mag) found, in projection, next to NGC 3193 and in the zone of the Hickson Compact Group (HCG) 44, respectively. Methods. We analyzed deep, high-quality, GEMINI-GMOS images with ELLIPSE within IRAF in order to obtain their brightness profiles and structural parameters. We also searched for the presence of globular clusters (GC) in these fields. Results. We have found that, if these LSB galaxies were at the distances of NGC 3193 and HCG 44, they would show sizes and luminosities similar to those of the ultra-diffuse galaxies (UDGs) found in the Coma cluster and other associations. In that case, their sizes would be rather larger than those displayed by the Local Group dwarf spheroidal (dSph) galaxies. We have detected a few unresolved sources in the sky zone occupied by these galaxies showing colors and brightnesses typical of blue globular clusters. Conclusions. From the comparison of the properties of the galaxies presented in this work with those of similar objects reported in the literature, we have found that LSB galaxies display sizes covering a quite extended continous range (reff ∼ 0.3-4.5 kpc), in contrast to "normal" early-type galaxies, which show reff ∼ 1.0 kpc with a low dispersion. This fact might point to different formation processes for both types of galaxies.Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasInstituto de Astrofísica de La Plat

Young globular clusters in NGC1316

We present multi-object spectroscopy of the inner zone of the globular cluster (GC) system associated with the intermediate-age merger remnant NGC1316. Using the multi-object mode of the GMOS camera, we obtained spectra for 35 GCs. We find pieces of evidence that the innermost GCs of NGC1316 rotate almost perpendicular to the stellar component of the galaxy. In a second stage, we determined ages, metallicities, and α-element abundances for each GC present in the sample, through the measurement of different Lick/IDS indices and their comparison with simple stellar populationmodels.We confirmed the existence of multiple GC populations associated with NGC1316, where the presence of a dominant subpopulation of very young GCs, with an average age of 2.1 Gyr, metallicities between -0.5 < [Z/H] < 0.5 dex, and α-element abundances in the range -0.2 < [α/Fe] < 0.3 dex, stands out. Several objects in our sample present subsolar values of [α/Fe] and a large spread of [Z/H] and ages. Some of these objects could actually be stripped nuclei, possibly accreted duringminor merger events. Finally, the results have been analysed with the aim of describing the different episodes of star formation and thus provide a more complete picture about the evolutionary history of the galaxy. We conclude that these pieces of evidence could indicate that this galaxy has cannibalized one or more gas-rich galaxies, where the last fusion event occurred about 2 Gyr ago.Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasInstituto de Astrofísica de La Plat

Young globular clusters in NGC1316

We present multi-object spectroscopy of the inner zone of the globular cluster (GC) system associated with the intermediate-age merger remnant NGC1316. Using the multi-object mode of the GMOS camera, we obtained spectra for 35 GCs. We find pieces of evidence that the innermost GCs of NGC1316 rotate almost perpendicular to the stellar component of the galaxy. In a second stage, we determined ages, metallicities, and α-element abundances for each GC present in the sample, through the measurement of different Lick/IDS indices and their comparison with simple stellar populationmodels.We confirmed the existence of multiple GC populations associated with NGC1316, where the presence of a dominant subpopulation of very young GCs, with an average age of 2.1 Gyr, metallicities between -0.5 < [Z/H] < 0.5 dex, and α-element abundances in the range -0.2 < [α/Fe] < 0.3 dex, stands out. Several objects in our sample present subsolar values of [α/Fe] and a large spread of [Z/H] and ages. Some of these objects could actually be stripped nuclei, possibly accreted duringminor merger events. Finally, the results have been analysed with the aim of describing the different episodes of star formation and thus provide a more complete picture about the evolutionary history of the galaxy. We conclude that these pieces of evidence could indicate that this galaxy has cannibalized one or more gas-rich galaxies, where the last fusion event occurred about 2 Gyr ago.Facultad de Ciencias Astronómicas y GeofísicasInstituto de Astrofísica de La Plat

Caracterizando la galaxia enana CGCG014-074

Se presentan aquí los resultados obtenidos del análisis fotométrico y espectroscópico realizado sobre la galaxia enana lenticular CGCG014-074. El estudio de la distribución de brillo superficial de la galaxia revela variaciones significativas de diferentes parámetros isofotales posiblemente como consecuencia de un evento de interacción en el pasado. Por su parte, el estudio espectroscópico revela la presencia de, al menos, dos poblaciones estelares diferentes, una población vieja de edad 8x10⁹ años y metalicidad [Z/H] = —1.4 dex, y una población más joven de edad ~3x10⁹ años, y metalicidad [Z/H] = —0.2 dex. Estas características indicarían una interacción de CGCG014-074 con la galaxia lenticular compañera NGC 4546.The results obtained from the photometric and spectroscopic analysis carried out on the lenticular dwarf galaxy CGCG014-074 are presented here. The study of the surface brightness distribution of the galaxy reveals significant variations of different isophothal parameters, possibly as a consequence of an interaction event in the past. On the other hand, the spectroscopic study reveals the presence of at least two different stellar populations, an old population of 8x10⁹ years and metallicity [Z/H] = —1.4 dex, and a younger population of age ~3x10⁹ years, and metallicity [Z/H] = —0.2 dex. These features would indicate an interaction of CGCG014-074 with the companion lenticular galaxy NGC4546.Asociación Argentina de Astronomí

On the origin of the Kerker phenomena

We provide an insight into the origin of the phenomena reported 40 years ago by Kerker, Wang and Giles (Journal of the Optical Society of America, 73, 6, pp. 765-767, (1983)). We show that the impedance and refractive index matching conditions, discussed in Sections II and IV of the seminal paper, are intimately related with space-time symmetries. We derive our results starting from the theory of representations of the Poincar\'e group, as it is the theory on which one of the most elemental descriptions of electromagnetic waves is based. We show that fundamental features of electromagnetic waves in material environments can be derived from group theoretical arguments. In particular, we identify the Casimir invariants of $P_{\scriptscriptstyle{{3,1}}}$ subgroup as the magnitudes which describe the nature of monochromatic electromagnetic waves propagating in matter. Finally, we show that the emergence of the Kerker phenomena is associated with the conservation of such Casimir invariants in piecewise homogeneous media

The extremely populated globular cluster system of the lenticular galaxy NGC 6861

We present a photometric study of the globular cluster (GC) system associated with the lenticular galaxy (S0) NGC 6861, which is located in a relatively low density environment. It is based on Gemini/GMOS images in the filters g′, r′, i′ of three fields, obtained under good seeing conditions. Analysing the colour–magnitude and colour–colour diagrams, we find a large number of GC candidates, which extend out to 100 kpc, and we estimate a total population of 3000 ± 300 GCs. Besides the well-known blue and red subpopulations, the colour distribution shows signs of the possible existence of a third subpopulation with intermediate colours. This could be interpreted as evidence of a past interaction or fusion event. Other signs of interactions presented by the galaxy are the non-concentric isophotes and the asymmetric spatial distribution of GC candidates with colours (g′ − i′)0 > 1.16. As observed in other galaxies, the red GCs show a steeper radial distribution than the blue GCs. In addition, the spatial distribution of these candidates exhibits strong signs of elongation. This feature is also detected in the intermediate subpopulation. On the other hand, the blue candidates show an excellent agreement with the X-ray surface brightness profile, outside 10 kpc. They also show a colour–luminosity relation (blue tilt), similar to that observed in other galaxies. A new distance modulus has been estimated through the blue subpopulation, which is in good agreement with the previous value obtained through the surface brightness fluctuation method. The specific frequency of NGC 6861 (SN = 10.6 ± 2.1) is probably one of the highest values obtained for an S0 galaxy so far.Fil: Escudero, Carlos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Instituto de Astrofísica de la Plata; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Faifer, Favio Raúl. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Instituto de Astrofísica de la Plata; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Bassino, Lilia Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Instituto de Astrofísica de la Plata; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Calderón, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Instituto de Astrofísica de la Plata; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; ArgentinaFil: Caso, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico la Plata. Instituto de Astrofísica de la Plata; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentin

El violento pasado de NGC 7727: en la búsqueda de sistemas estelares jóvenes

El estudio de cúmulos globulares en remanentes de fusiones recientes de galaxias, ofrece una excelente oportunidad para estudiar no solo la formación de las galaxias progenitoras, sino también las interacciones y la formación de estrellas y sistemas estelares que ocurren durante dichos eventos en el Universo local. Un desarrollo muy interesante de los últimos años ha sido confirmar la existencia de poblaciones de cúmulos globulares jóvenes y de edades intermedias en fusiones de galaxias ricas en gas. Trabajos previos en la literatura indican que el objeto de estudio del presente trabajo, la galaxia NGC 7727, ha sufrido un importante evento de fusión hace aproximadamente 1,3 x10⁹ años. Teniendo en cuenta este contexto, NGC 7727 conforma un excelente escenario para el estudio de poblaciones estelares jóvenes, producto de fusiones recientes ricas en gas.The study of globular clusters in remnants of recent galaxy mergers offers an excellent opportunity to study, not only the formation of parent galaxies, but also the interactions and the formation of stars and stellar systems that occur during galaxy interactions in the local Universe. Confirming the existence of populations of young and intermediate-aged globular clusters in gas-rich mergers of galaxies has been one of the most interesting developments in recent years. Previous works in the literature have indicated that the object of study of the following work, the galaxy NGC 7727, has undergone a major merger event approximately 1.3 Gyr ago. Taking this context into account, NGC 7727 forms an excellent scenario for the study of young stellar populations, resulting from recent gas-rich mergers.Asociación Argentina de AstronomíaInstituto de Astrofísica de La Plat

Primera etapa en la comprensión del origen de las galaxias lenticulares S0

Mediante el empleo de imágenes ópticas Gemini/GMOS, presentamos la primera caracterización fotométrica de los sistemas de cúmulos globulares (CGs) pertenecientes a las galaxias lenticulares (S0s) NGC4546 y NGC5838. El análisis del perfil de brillo superficial de estas galaxias muestra evidencias de interacción y/o fusiones con objetos de menor masa. Por otro lado, las distribuciones de color integrado de ambos sistemas revelan la presencia de al menos tres subpoblaciones de CGs diferentes, para las cuales hemos estimado una metalicidad media a partir de sus funciones de luminosidad. La información obtenida del estudio de los sistemas de CGs en conjunto con el análisis fotométrico de dichas galaxias, nos ha permitido ampliar el conocimiento general de las mismas.Using optical Gemini/GMOS images, we present the first photometric characterization of the globular cluster (GC) systems belonging to the lenticular galaxies (S0s) NGC4546 and NGC5838. The surface brightness profile of the galaxies shows evidence of interaction and/or mergers with lower-mass objects. On the other hand, the integrated colour distributions of both GC systems reveal the presence of at least three different GC subpopulations, for which we have estimated a mean metallicity through their luminosity functions. The information obtained from the study of these GC systems, in conjunction with the photometric analysis of the host galaxies, has allowed us to expand the general knowledge of them.Trabajo publicado en Actas de las Terceras Jornadas de Astrofísica Estelar. La Plata, Asociación Argentina de Astronomía, 2018.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica