Star formation and chemical properties in nearby metal-poor low-mass galaxies : the cases of SDSS J0205-0814 and ESO 400-43 - Lassen, Augusto Eduardo (2024)
Considerando o modelo cosmológico ΛCDM, halos de matéria escura de baixa massa formamse primeiro, crescendo hierarquicamente através de sucessivas fusões. Assim, espera-se que o Universo Primordial tenha sido populado por galáxias anãs de baixa metalicidade, principais candidatas a terem reionizado o Universo. A fração de galáxias com morfologias clumpy no UV e Hα atinge seu pico em torno de z ≈ 2, com evolução cósmica semelhante à densidade de formação estelar. Os gatilhos de formação estelar clumpy e sua menor ocorrência no Universo local permanecem em debate. A acreção de gás frio pode gerar instabilidades em discos marginalmente estáveis, formando clumps “in situ”. Fusões entre galáxias podem levar à formação de clumps “ex situ”, seja gerando instabilidades locais ou os sistemas incorporados tornando-se os próprios clumps. Em termos de evolução química, diversas galáxias a z ≳ 2 exibem gradientes de metalicidade invertidos, sugerindo a acreção de gás pouco metálico. Gradientes planos podem originar-se de fusões ou de outros processos em grande escala eficientes na mistura e redistribuição do gás. As propriedades de galáxias anãs próximas com formação estelar (baixas M⋆, altas fgas, baixas Zgas) as tornam excelentes laboratórios para estudar a evolução química e os processos de formação estelar em alta resolução espacial. Esse trabalho apresenta análises espacialmente resolvidas das propriedades físicas e químicas do gás ionizado em duas galáxias anãs (∼109 M⊙) próximas com meio interestelar (ISM) pouco metálico. Usando espectroscopia de campo integrado do VLT/MUSE, caracterizamos a anã irregular SDSS J0205-0814 (z = 0.04025). Combinando dados do VLT/MUSE–AO com fotometria multibanda do HST, estudamos aglomerados estelares e seu feedback no ISM da galáxia azul compacta ESO 400-43 (z = 0.01965) através d Combinando dados do VLT/MUSE–AO com fotometria multibanda do HST, estudamos aglomerados estelares e seu feedback no ISM da galáxia azul compacta ESO 400-43 (z = 0.01965) através das propriedades do gás ionizado e da população de aglomerados. Para SDSS J0205-0814, encontramos M⋆ ≈ 3×109 M⊙ e uma taxa de formação estelar (SFR) total de ≈ 0.7M⊙ yr−1 . Modelos cinemáticos sugerem interação ao prever o alinhamento entre o gás na galáxia anã e o campo de velocidades estelares em Mrk 1172. Os clumps residem na componente em rotação, apoiando a hipótese de formação “in situ”. O ISM é sub-solar e apresenta gradientes planos, em contraste com os gradientes invertidos e a anticorrelação entre Zgas e SFR esperada em caso de acreção de gás de baixa metalicidade. No entanto, reforçamos que, dadas as escalas espaciais envolvidas, inomogeneidades na metalicidade podem ser diluídas, mimetizando gradientes planos. Em ESO 400-43 , ~5% dos aglomerados estelares são jovens (t ⩽ 5 Myr) e massivos (M⋆ ⩾ 105 M⊙), potencialmente abrigando estrelas Wolf-Rayet (WR). Os aglomerados correlacionam-se espacialmente com os picos de He ii λ4686, onde componentes largas e estreitas são observadas. Diagramas de diagnóstico indicam regiões da galáxia candidatas a ionização por choques radiativos, com um ramo enriquecido em N próximo ao pico de emissão em He ii. Observamos inclinação negativa na relação N/O vs. O/H e anticorrelação entre Zgas e SFR, sugerindo enriquecimento localizado de N pela ejeção de material sintetizado em estrelas WR e surto de formação estelar causado pela injeção de gás pouco metálico, respectivamente. O enriquecimento de N no ISM devido a estrelas WR tem sido proposto para explicar os níveis elevados de N/O recentemente estimados em algumas galáxias distantes observadas com o JWST. Com um espalhamento de ~1 dex nos valores de Zgas e padrões erráticos na morfologia e velocidade do gás, discutimos a possibilidade de um evento de fusão no passado como mecanismo de gatilho para o surto de formação estelar observado em ESO 400-43 .