Tesis Doctorado
Evolución química de la nube grande de magallanes: chemical evolutión of the large magellanic cloud
Autor
Mateluna-Pérez, Reneé Cecilia
Institución
Resumen
Una de las grandes preguntas en astronomía es cómo se formó nuestra Galaxia y otras galaxias,
siendo ésta la motivación principal para esta tesis. Los dos escenarios más aceptados para
formación de Galaxias, en particular el halo, para el propósito de este trabajo, son ’El Modelo de
Colapso Monolítico’ y ’El Modelo Jerárquico de Acreción’. El último, es una versión temprana,
independiente de lo que ha sido generalizado y ampliamente expandido para formar el modelo de
acreción jerárquico ΛCDM, el cual predice una estructura de formación jerárquica en todas las
escalas físicas, convirtiendo a las galaxias esferoidales enanas (dSph) y enanas irregulares (dIrr),
en muy buenas candidatas para ser ’building block’ de nuestra Galaxia.
Tomando en cuenta este último escenario, además de la intrigrante población de cúmulos
estelares y lo poco que se conoce sobre evolución química de nuestra galaxia vecina, la Nube
Mayor de Magallanes (LMC), se decidió llevar a cabo un estudio de esta galaxia basado en tres
objetivos claros. Primero, limitar químicamente el modelo jerárquico para formación de Galaxia
determinando abundancias en SCs, en la LMC. Segundo, estudiar la evolución química de la LMC
al sumar la mayor cantidad de puntos como sea posible a la relación edad-metalicidad (AMR),
incluyendo tanto los cúmulos como las estrellas del campo, y estudiando tantos elementos como
sea posible para investigar una gran variedad de vías nucleosintéticas, y tercero, para comprobar
si la técnica de CaT presenta posibles fallas en la determinación de la metalicidad en la LMC.
Para este propósito, se recolectó un gran conjunto de datos. Se realizó espectroscopía de alta
resolución (FLAMES@VLT) y fotometría de Washington, usando un instrumento de campo
amplio (MOSAIC@4mCTIO), para cúmulos estelares y estrellas del campo de la LMC. El rango
espectral me permitió medir una variedad de elementos, incluyendo Fe, Mg, Ca, Ti, Si, Na, O,
Ni, Cr, Sc, Mn, Co, Zn, Ba, La, Eu e Y. Se analizaron dos cúmulos estelares (Hodge11 y SL869)
y 21 campos de la LMC.
Del análisis de la espectroscopía de alta resolución (HRS), se obtuvo una metalicidad de
[Fe/H]= −2.00 ± 0.04( σobs = 0.11 ± 0.03), para el cúmulo viejo Hodge 11(H11), en acuerdo
con estudios anteriores. Y por primera vez para SL869, una metalicidad de [FeI/H]= −0.47
(σint = 0.04). Además, se estimó una edad de 1.45 Gyr, σ = 0.2Gyr, para SL869 usando un
ajuste de isocronas.
Uno de los resultados más importantes en este estudio es aquel que proviene del valor medio
de [α/Fe] vs [Fe/H] (Fig. 3.7). Encontramos que H11 se encuentra en el rango de las dSph y bajo
el valor observado en la Galaxia. Este resultado confirma estudios previos y abre la posibilidad a
que galaxias como la LMC, que se asumieron como ’building blocks’ de nuestra galaxia, puedan
de hecho no satisfacer los requerimientos químicos, incluso en la metalicidad baja representada por H11. En los elementos iron-peak, también se ven abundancias similares a los resultados de
dSph, tales como baja Cr, Mn y Ni.
Los resultados de este trabajo, respecto de la evolución química de la LMC, están bien
descritos por un modelo de ’bursting’ propuesto por Pagel & Tautvaisiene (1998), con la excepción
del campo más antiguo, donde los errores para la edad son considerablemente mayores. Estos
resultados muestran un incremento muy suave en la metalicidad sobre el período de edad de
∼4-11 Gyr, estando en excelente acuerdo con el modelo de ’bursting’. SL869 también está en
muy buen acuerdo con este modelo, e incluso cúmulos más jóvenes muestran inequívocamente
un incremento en el enriquecimiento químico predicho por este modelo en los últimos Gyrs. A
pesar de que nuestros datos ajustan bien con el modelo, es necesario analizar muchos más datos,
especialmente a bajas metalicidades, con el fin de tener una idea más clara sobre la formación
de la LMC y por tanto de nuestra propia galaxia. PFCHA-Becas Doctor en Ciencias Físicas 122p. PFCHA-Becas TERMINADA