Propiedades químicas de galaxias y sus componentes en un universo jerárquico

Utilizamos el modelo semianalítico de formación y evolución de galaxias SAG para estudiar las propiedades químicas de las galaxias elípticas y la componente de bulbo de galaxias tipo Vía Láctea en el marco del paradigma cosmológico LCDM. En primera instancia, se investigó el origen de la correlación observada entre el cociente de abundancias [a/Fe] y la masa estelar de galaxias elípticas. Esta pendiente es positiva, siendo las galaxias de mayor masa las que contienen una mayor abundancia de elementos a respecto al hierro que las de menor masa, lo cual suele ser señalado como un problema del paradigma jerárquico. Mostramos que mediante la implementación de una nueva función inicial de masa integrada galáctica con exceso en estrellas de alta masa (Top Heavy Integrated Initial Mass Function, TH-IGIMF) dependiente de la tasa de formación estelar (SFR) en el modelo se logra reproducir la tendencia observada, lo cual no ocurre con una función inicial de masa (IMF) universal como la de Salpeter. Las galaxias más masivas alcanzan cocientes [a/Fe] más altos porque están caracterizadas por pendientes más planas en la IMF como resultado de sus mayores SFR. Estudiar las propiedades químicas de galaxias elípticas tuvo como objetivo secundario profundizar el estudio de los mecanismos de formación de esferoides para llevar adelante la segunda parte del trabajo. Estudiamos entonces las propiedades químicas de los bulbos de galaxias tipo Vía Láctea (VL) a través de sus poblaciones estelares (PEs) con el objetivo de evaluar la importancia relativa de los diferentes mecanismos de formación de bulbos en este caso en particular. Incluimos las modificaciones necesarias en el modelo SAG para lograr resolver PEs en las galaxias. Luego, promediamos las propiedades de las PEs de las galaxias tipo VL para lograr un mayor rango dinámico. Se siguieron y se compararon dos diferentes criterios para seleccionar galaxias tipo VL, uno basado en las propiedades fotométricas de las galaxias y otro basado en el origen y contexto cosmológico del grupo local de galaxias (LG, por su sigla en inglés) ampliando la perspectiva de nuestro análisis. Comparamos las propiedades químicas de las PEs con estimaciones observacionales de abundancias de estrellas del bulbo. De nuevo, encontramos que la implementación de una TH-IGIMF ayuda a reproducir de manera más natural las cantidades observadas y concluimos que las inestabilidades de disco juegan un rol preponderante en la formaci´on de bulbos del tipo de la Vía Láctea.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Propiedades químicas de galaxias y sus componentes en un universo jerárquico

Utilizamos el modelo semianalítico de formación y evolución de galaxias SAG para estudiar las propiedades químicas de las galaxias elípticas y la componente de bulbo de galaxias tipo Vía Láctea en el marco del paradigma cosmológico LCDM. En primera instancia, se investigó el origen de la correlación observada entre el cociente de abundancias [a/Fe] y la masa estelar de galaxias elípticas. Esta pendiente es positiva, siendo las galaxias de mayor masa las que contienen una mayor abundancia de elementos a respecto al hierro que las de menor masa, lo cual suele ser señalado como un problema del paradigma jerárquico. Mostramos que mediante la implementación de una nueva función inicial de masa integrada galáctica con exceso en estrellas de alta masa (Top Heavy Integrated Initial Mass Function, TH-IGIMF) dependiente de la tasa de formación estelar (SFR) en el modelo se logra reproducir la tendencia observada, lo cual no ocurre con una función inicial de masa (IMF) universal como la de Salpeter. Las galaxias más masivas alcanzan cocientes [a/Fe] más altos porque están caracterizadas por pendientes más planas en la IMF como resultado de sus mayores SFR. Estudiar las propiedades químicas de galaxias elípticas tuvo como objetivo secundario profundizar el estudio de los mecanismos de formación de esferoides para llevar adelante la segunda parte del trabajo. Estudiamos entonces las propiedades químicas de los bulbos de galaxias tipo Vía Láctea (VL) a través de sus poblaciones estelares (PEs) con el objetivo de evaluar la importancia relativa de los diferentes mecanismos de formación de bulbos en este caso en particular. Incluimos las modificaciones necesarias en el modelo SAG para lograr resolver PEs en las galaxias. Luego, promediamos las propiedades de las PEs de las galaxias tipo VL para lograr un mayor rango dinámico. Se siguieron y se compararon dos diferentes criterios para seleccionar galaxias tipo VL, uno basado en las propiedades fotométricas de las galaxias y otro basado en el origen y contexto cosmológico del grupo local de galaxias (LG, por su sigla en inglés) ampliando la perspectiva de nuestro análisis. Comparamos las propiedades químicas de las PEs con estimaciones observacionales de abundancias de estrellas del bulbo. De nuevo, encontramos que la implementación de una TH-IGIMF ayuda a reproducir de manera más natural las cantidades observadas y concluimos que las inestabilidades de disco juegan un rol preponderante en la formaci´on de bulbos del tipo de la Vía Láctea.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Determinación de la producción de forraje y la calidad nutricional de diferentes secuencias de cultivos anuales invernales

El contexto actual que enfrentan los productores lecheros, caracterizado por un incremento de los costos de producción y una fuerte presión de la agricultura sobre la actividad tambo, hace que deban incrementar la productividad para poder mantener la rentabilidad de sus explotaciones. Aumentos en la productividad pueden lograrse mediante el incremento de la cantidad de forraje producido y utilizado por hectárea, por ejemplo implementando rotaciones forrajeras complementarias (CFR). Los objetivos del siguiente trabajo fueron comparar la oferta forrajera y la calidad nutricional de los cultivos anuales invernales que componen las CFR, frente a otros de mayor tradicion en la pampa húmeda. Se evaluó la cantidad de materia seca producida por hectárea (tn MS ha-1) de tres tratamientos: colza forrajera (Brassica rapa) - trebol persa (Trifolium repesinatum), avena (Avena sativa) y raigras anual (Lolium multiflorum). Se tomaron muestras de cada cultivo para la determinacion de la calidad nutricional: proteína cruda (PC), fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente acido (FDA) y se estimó la digestibilidad de la materia seca (DMS). El diseño experimental utilizado fue de bloques completos aleatorizados con tres repeticiones. Los cultivos se sembraron a fines de marzo, se realizaron tres cortes con destino a pastoreo y un cuarto con destino a silaje para la avena y el raigras anual. En el caso de la colza forrajera, solo fue factible realizar dos cosechas debido a un pobre segundo rebrote posiblemente atribuído a la falta de precipitaciones durante ese período. Asimismo, el trébol persa intersembrado luego de la segunda cosecha de la colza, no logró germinar debido a las mismas condiciones expuestas anteriormente. Los tratamientos se analizaron estadísticamente mediante un análisis de varianza (ANOVA) y cuando correspondió, se realizó una prueba de comparaciones multiples (Tukey p . 0,05) para determinar las diferencias entre las medias. Los resultados obtenidos en el presente trabajo demostraron que la oferta forrajera total del tratamiento colza forrajera fue significativamente menor a los tratamientos avena y raigras anual (p . 0,05) debido principalmente al deficit hídrico que generó la pérdida de la tercer cosecha de colza forrajera y la falla en la siembra del trebol persa. En cuanto a la calidad forrajera, se observaron menores valores de FDN, FDA y consecuentemente mayor DMS para el tratamiento colza forrajera, sin embargo para PC no se hallaron resultados consistentes como para los casos anteriores. Los resultados han sido promisorios considerando que la oferta forrajera y calidad nutricional de los dos primeros cortes del tratamiento colza forrajera igualaron a la avena y raigras. Serán necesarias nuevas experiencias en secano y también bajo riego con el fin de generar mas informacion sobre estas especies

nIFTy cosmology: comparison of galaxy formation models

We present a comparison of 14 galaxy formation models: 12 different semi-analytical models and 2 halo occupation distribution models for galaxy formation based upon the same cosmological simulation and merger tree information derived from it. The participating codes have proven to be very successful in their own right but they have all been calibrated independently using various observational data sets, stellar models, and merger trees. In this paper, we apply them without recalibration and this leads to a wide variety of predictions for the stellar mass function, specific star formation rates, stellar-to-halo mass ratios, and the abundance of orphan galaxies. The scatter is much larger than seen in previous comparison studies primarily because the codes have been used outside of their native environment within which they are well tested and calibrated. The purpose of the 'nIFTy comparison of galaxy formation models' is to bring together as many different galaxy formation modellers as possible and to investigate a common approach to model calibration. This paper provides a unified description for all participating models and presents the initial, uncalibrated comparison as a baseline for our future studies where we will develop a common calibration framework and address the extent to which that reduces the scatter in the model predictions seen here.La lista completa de autores que integran el documento puede consultarse en el archivo.Instituto de Astrofísica de La PlataFacultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

The nebular emission of star-forming galaxies in a hierarchical universe

Galaxy surveys targeting emission lines are characterizing the evolution of star-forming galaxies, but there is still little theoretical progress in modelling their physical properties. We predict nebular emission from star-forming galaxies within a cosmological galaxy formation model. Emission lines are computed by combining the semi-analytical model SAG with the photoionization code MAPPINGS-III. We characterize the interstellar medium of galaxies by relating the ionization parameter of gas in galaxies to their cold gas metallicity, obtaining a reasonable agreement with the observed Hα, [O II] λ 3727, [O III] λ 5007 luminosity functions, and the BPT diagram for local star-forming galaxies. The average ionization parameter is found to increase towards low star formation rates and high redshifts, consistent with recent observational results. The predicted link between different emission lines and their associated star formation rates is studied by presenting scaling relations to relate them. Our model predicts that emission-line galaxies have modest clustering bias, and thus reside in dark matter haloes of masses below Mhalo ≲ 1012 [h−1 M⊙]. Finally, we exploit our modelling technique to predict galaxy number counts up to z ∼ 10 by targeting far-infrared emission lines detectable with submillimetre facilities.Fil: Orsi, Alvaro. Pontificia Universidad Católica de Chile; ChileFil: Padilla, Nelson David. Pontificia Universidad Católica de Chile; ChileFil: Groves, Brent. Max Planck Institute For Astronomy;Fil: Cora, Sofia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica la Plata; ArgentinaFil: Tecce, Tomas Enrique. Pontificia Universidad Católica de Chile; ChileFil: Gargiulo, Ignacio Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Astrofísica La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Instituto de Astrofísica la Plata; ArgentinaFil: Ruiz, Andrés Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Astronomia Teórica y Experimental. Universidad Nacional de Córdoba. Observatorio Astronómico de Córdoba. Instituto de Astronomia Teórica y Experimental; Argentin

nIFTy cosmology: comparison of galaxy formation models

We present a comparison of 14 galaxy formation models: 12 different semi-analytical models and 2 halo occupation distribution models for galaxy formation based upon the same cosmological simulation and merger tree information derived from it. The participating codes have proven to be very successful in their own right but they have all been calibrated independently using various observational data sets, stellar models, and merger trees. In this paper, we apply them without recalibration and this leads to a wide variety of predictions for the stellar mass function, specific star formation rates, stellar-to-halo mass ratios, and the abundance of orphan galaxies. The scatter is much larger than seen in previous comparison studies primarily because the codes have been used outside of their native environment within which they are well tested and calibrated. The purpose of the 'nIFTy comparison of galaxy formation models' is to bring together as many different galaxy formation modellers as possible and to investigate a common approach to model calibration. This paper provides a unified description for all participating models and presents the initial, uncalibrated comparison as a baseline for our future studies where we will develop a common calibration framework and address the extent to which that reduces the scatter in the model predictions seen here.La lista completa de autores que integran el documento puede consultarse en el archivo.Instituto de Astrofísica de La PlataFacultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

The Economics of Total Mixed Ration Systems in Australia

An increasing proportion of dairy farmers in Australia are looking to transition from pasture-based systems (PB) to confinement, zero-grazing or Total Mixed Ration systems (TMR) in response to climatic pressures, market volatility or growth opportunities. However, there is little understanding of the economics of these systems under local conditions, and therefore, farmers have typically had to rely on information from overseas to support their decision-making. This study, conducted as part of the DairyUP Program (https://www.dairyup.com.au), aimed to compare the performance of commercial dairy farms operating TMR with those operating PB. Physical and economic data from TMR (n = 7) and PB farms (n = 58) were collected across different regions in New South Wales over five financial years (2016/2017 to 2020/2021) using the Dairy Farm Monitor Project methodology. The TMR farms operated a range of confinement systems (drylots, compost barns or freestalls) and were in different phases of the transition towards zero-grazing (all had transitioned the milking herd to zero-grazing by 2020/2021). Prices were adjusted by inflation and expressed in Australian dollars per kg of milk solids ($/kg MS). Differences between systems were analysed using linear mixed models with farm and year as random effects. Compared to PB farms, the TMR had larger herd sizes (564 vs 356 cows) and total usable area (604 vs 291 ha) and produced more milk per cow (608 vs 491 kg MS/cow). Despite gross farm income ($9.30/kg MS) and earnings before interest and tax ($1.22/kg MS) being similar between both systems, profitability, when measured as return on total assets, was greater for TMR (5.3$4.98/kg MS). Both TMR and PB farms had similar total overhead costs ($3.08/kg MS), including total labour costs, depreciation and repairs & maintenance. This research is the first in Australia to investigate the differences in performance between TMR and PB systems. Insights from this study can help improve planning and decision-making of dairy farmers considering or operating TMR systems

XMM-Newton observations of NGC 3268 in the Antlia Galaxy Cluster: characterization of a hidden group of galaxies at z ~0.41

We report on a detailed X-ray study of the extended emission of the intracluster medium (ICM) around NGC3268 in the Antlia Cluster of galaxies, together with a characterization of an extended source in the field, namely a background cluster of galaxies at z ~ 0.41, which was previously accounted as an X-ray point source. The spectral properties of the extended emission of the gas present in Antlia were studied using data from the XMM-Newton satellite, complemented with optical images of Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) Blanco telescope, to attain for associations of the optical sources with the X-ray emission. The XMM-Newton observations show that the intracluster gas is concentrated in a region centred in one of the main galaxies of the cluster, NGC3268. By means of a spatially resolved spectral analysis, we derived abundances of the ICM plasma. We found a wall-like feature in the north-east direction, where the gas is characterized by a lower temperature with respect to the rest of the ICM. Furthermore, using combined optical observations, we inferred the presence of an elliptical galaxy in the centre of the extended X-ray source considered as a background cluster, which favours this interpretation.Instituto de Astrofísica de La PlataInstituto Argentino de Radioastronomí

Calibration of semi-analytic models of galaxy formation using Particle Swarm Optimization

We present a fast and accurate method to select an optimal set of parameters in semi-analytic models of galaxy formation and evolution (SAMs). Our approach compares the results of a model against a set of observables applying a stochastic technique called Particle Swarm Optimization (PSO), a self-learning algorithm for localizing regions of maximum likelihood in multidimensional spaces that outperforms traditional sampling methods in terms of computational cost. We apply the PSO technique to the SAG semi-analytic model combined with merger trees extracted from a standard $\Lambda$CDM N-body simulation. The calibration is performed using a combination of observed galaxy properties as constraints, including the local stellar mass function and the black hole to bulge mass relation. We test the ability of the PSO algorithm to find the best set of free parameters of the model by comparing the results with those obtained using a MCMC exploration. Both methods find the same maximum likelihood region, however the PSO method requires one order of magnitude less evaluations. This new approach allows a fast estimation of the best-fitting parameter set in multidimensional spaces, providing a practical tool to test the consequences of including other astrophysical processes in SAMs.Comment: 11 pages, 4 figures, 1 table. Accepted for publication in ApJ. Comments are welcom