Estudo das propriedades de galáxias compactas quiescentes massivas em z ~ 0 - Clerici, Katia Slodkowski (2025)
Em z ≈ 0, observamos diferentes tipos de galáxias, o que pode sugerir que existem diversos caminhos evolutivos para elas. Uma classe de galáxias que destacamos são as galáxias compactas massivas (MCGs - Massive Compact Galaxies), definidas neste trabalho como galáxias quiescentes, massivas, pequenas e com altos valores de dispersão de velocidades quando comparadas com galáxias quiescentes típicas em z ≈ 0. As MCGs são raras em z ≈ 0, e muitas questões permanecem em aberto sobre a formação e evolução desse tipo de objeto. Para começar a entender a história das MCGs, nesta tese investigamos as propriedades das suas populações estelares (idade, metalicidade estelar e [α/Fe]) e suas propriedades estruturais (bojo, disco, envelope). Exploramos as propriedades das populações estelares a partir da análise de índices espectrais e da síntese espectral de 1 858 MCGs em z ≈ 0, disponíveis no levantamento Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Comparamos as propriedades das populações estelares das MCGs a dispersão de velocidade efetiva (σe) fixa com as propriedades de galáxias típicas em z ≈ 0 (CSGs - Control Sample Galaxies). No regime de baixo σe (σe ≲ 225 km/s), encontramos que as MCGs são mais velhas, menos metálicas e mais α-enhanced que as CSGs a σe fixo. No regime de alto σe (σe ≳ 225 km/s), a idade e [α/Fe] não apresentam diferenças estatisticamente significativas, mas as MCGs continuam sendo menos metálicas que a amostra de controle. Verificamos também que MCGs em diferentes ambientes apresentam as mesmas propriedades das populações estelares, indicando que o ambiente não afeta o caminho evolutivo dessas galáxias. Os resultados que encontramos para a metalicidade estelar podem ter origem na variação da função de massa inicial, em variações na concentração de matéria escura na região central ou no gradiente de metalicidade estelar. Além disso, os resultados para a idade e [α/Fe] sugerem que as diferenças descritas no regime de baixo σe são compatíveis com o cenário de progenitor bias para as CSGs. Também comparamos nossa amostra com outros grupos de galáxias compactas e encontramos diferenças importantes na idade e na metalicidade estelar, sugerindo uma diversidade nos caminhos evolutivos desse tipo de galáxia. Para investigar as propriedades estruturais das MCGs, selecionamos 246 MCGs na banda r presentes no levantamento Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (HSCSSP) em z ≈ 0. Comparamos os resultados com uma amostra controle de galáxias quiescentes de tamanho médio (CSGs), selecionadas para terem massa estelar, taxa de formação estelar, redshift e cor g–i semelhantes às das MCGs. Apesar dessas semelhanças globais, as amostras apresentam diferenças estruturais marcantes. Nossos resultados indicam que as MCGs são compostas por duas ou três componentes Sérsic: um bojo tipicamente não resolvido com Re ≲ 1 kpc; um disco compacto, com Re ≈ 2 − 3 kpc; e um envelope com Re ≈ 5.3 kpc. Em contraste, as CSGs são bem descritas por duas componentes Sérsic, correspondentes a um bojo com Re ≈ 1 − 2 kpc e a um disco com Re ≈ 5 kpc. Não identificamos a presença de envelopes em CSGs; além disso, uma fração dessas galáxias apresenta barras e anéis, estruturas que não encontramos nas MCGs. Na relação massa estelar-tamanho, as MCGs e parte das CSGs retornam bojos compactos compatíıveis com resultados em alto redshift. Para os discos, as CSGs possuem discos típicos do Universo local, enquanto as MCGs retornam discos compactos que também se assemelham aos resultados em alto redshift. Por fim, sugerimos que a componente envelope nas MCGs, também identificada em galáxias relíquias, pode ser um halo estelar compacto ou ainda um disco espesso. Portanto, observa-se que as MCGs, embora pequenas, podem apresentar múltiplas componentes estruturais que, potencialmente, foram formados em redshifts mais altos.