De las primeras sobre-densidades a los proto-cúmulos y cúmulos: el papel del entorno.

Fecha de vigencia
Año de convocatoria
2017
Investigador/a
Helmut
Dannerbauer
Importe de la ayuda concedida al Consorcio IAC
141.570,00 €
Descripción
Nuestro objetivo general es entender el papel del medio tanto en las primeras fuentes como en los cúmulos que aparecen en la época del pico de formación estelar. Es decir, un estudio multi-longitud de onda del Universo temprano. Esto implica la comprensión de las galaxias que re-ionizaron el Universo, así como los procesos que dieron lugar a la formación de galaxias tanto en el campo como en proto-cúmulos y cúmulos. En particular, estudiaremos 1) la conversión del gas molecular en estrellas, y 2) cómo este proceso ocurre dependiendo de si las galaxias que forman las estrellas están aisladas o en cúmulos. El estudio abarcará tanto el régimen ultravioleta-óptico como el infrarrojo, el sub milimétrico y el radio. Analizaremos la viabilidad de detectar las primeras galaxias con un micro-satélite y estudiaremos los primeros proto-cúmulos y cúmulos. Más detalladamente,
lo siguiente es un resumen de esta propuesta:
1) El primer objetivo es la comprensión del proceso de formación estelar en galaxias elípticas. Esto se consigue sondando el gas molecular frío, el combustible de la formación estelar y el polvo, el subproducto de este proceso de formación, en grupos distantes. Esto se hará en proto-cúmulos de alto-z, y cúmulos recientemente formados, con datos en el IR lejano y datos de radio. Mediante interferometría de radio vamos a buscar grandes depósitos de gas molecular en una muestra bien seleccionada de galaxias en cúmulos.
2) Otro aspecto importante es probar la evolución dependiente del medio ambiente de las galaxias más masivas. Compararemos las propiedades de las galaxias en cúmulos y de campo. La combinación de una técnica probada pero novedosa, una selección apropiada de fuentes y un excelente conjunto de datos promete un avance en la comprensión del proceso de formación de los progenitores de galaxias elípticas que dominan los cúmulos de galaxias locales.
3) Realizaremos un estudio de las sobre-densidades de más alto corrimiento al rojo. Ya hemos detectado dos proto-cúmulos en z ~ 5,2 y z ~ 6,5. El de z ~ 5.2 tiene fuentes detectadas tanto en los rangos de radiación UV-ópticos como en los rangos de radio sub milimétricos. Esto ofrece la posibilidad de seguir el proceso de formación estelar tanto en el óptico-UV como en radio.
4) A menudo, las fuentes de alto-z sólo se conocen por su emisión ultravioleta en reposo. Poco se sabe sin embargo de su emisión en radio. Proponemos, en colaboración con nuestros colegas del CRYA, un instituto de radioastronomía en Morelia (México), producir un catálogo fácil de usar del archivo VLA. Por tanto tendremos datos en radio para nuestras fuentes. Datos que nos ayudarán a determinar las tasas de formación estelar, la fracción de escape y la densidad de los fotones ionizantes, libres de extinción.
5) Nuestro plan a largo plazo es establecer una estrategia para la detección de las primeras galaxias, las responsables de la re-ionización del Universo. Según nuestros modelos, esto requiere observaciones de un gran campo de visión con una cámara IR. Nuestro equipo ha intentado utilizar telescopios en tierra, como el GTC con OSIRIS y CIRCE. De hecho, hemos tenido más de 50 horas de tiempo GTC para observar los LAE a z ~ 6.5 y z ~ 9, con éxito limitado. Nos damos cuenta, sin embargo, que la mejor manera de realizar esa detección es con una cámara IR cercana a bordo de un micro-satélite. Proponemos aquí realizar estudios preliminares tanto de la cámara como del micro-satélites.