Relic galaxies and their globular clusters in cosmological simulations

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Moura, Micheli Trindade
• Orientador(a): Chies-Santos, Ana Leonor
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Evolucao galatica; Galáxias; Modelos cosmológicos; Modelos computacionais
• Palavras-chave em Inglês: Galaxies: evolution; Galaxies: ETGs; Methods: numerical; Galaxies: interactions
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/294886

Galáxias relíquias são sistemas raros, massivos e compactos que permaneceram praticamente inalterados desde sua formação em alto redshift (z ≳ 2), oferecendo pistas sobre a evolução de galáxias early-types na ausência de fusões significativas em épocas recentes. Esta tese investiga a formação e sobrevivência dessas galáxias combinando simulações cosmológicas e dados observacionais, com foco em suas propriedades estruturais, dinâmicas, químicas e ambientais, bem como em seus sistemas associados de aglomerados globulares. Na primeira parte da tese (artigo I), utilizamos a simulação cosmológica TNG50 para explorar a história de evolução de galáxias relíquias compactas early-types, analisando sua cinemática e correlações ambientais ao longo do tempo. Um dos resultados obtidos foi que os progenitores das relíquias habitaram ambientes de alta densidade desde z = 2 e que a cinemática estelar atual pode distinguí-las das demais compactas, já que as relíquias preservam assinaturas dinâmicas primordiais, especialmente em suas regiões internas. Em um segundo trabalho (artigo II), comparamos as galáxias compactas simuladas na simulação Illustris TNG50 em diferentes redshifts (z = 0, 0.3, e 0.7) com dados observacionais dos catálogos MaNGA, INSPIRE e VIPERS. Investigamos como a compacidade se relaciona com dinâmica e a química dessas galáxias, e avaliamos se as galáxias massivas e compactas simuladas reproduzem as propriedades das relíquias observadas. Embora as simulações recuperem a relação massa-tamanho e apresentem dispersões de velocidade consistentes com diferentes históricos de acreção, elas subestimam as metalicidades elevadas e os casos extremos de dispersão de velocidade estelar encontrados em relíquias reais. Esses resultados destacam as limitações e os avanços dos modelos atuais, ajudando a definir em quais condições eles podem ser comparados a candidatos observacionais. Por fim, no artigo III, estudamos a coevolução de galáxias relíquias e seus sistemas de aglomerados globulares usando um modelo numérico de formação e evolução de aglomerados aplicado à simulação Illustris TNG100. Analisamos as propriedades espaciais e químicas dos GCs e como elas refletem o histórico de suas hospedeiras. Encontramos differentes metalicidades para os aglomerados, independentemente do histórico de acreção da galáxia hospedeira. Em sistemas com baixa acreção e stripping, as populações dominantes de GCs podem ser tanto ricas quanto pobres em metais, sugerindo que mesmo casos extremos de relíquias (com baixíssima acreção e stripping) podem abrigar uma diversidade química ao longo da sua população de aglomerados globulares. Outro resultado obtido é que GCs ex-situ tendem a ocupar raios galactocêntricos maiores, mas os efeitos de stripping pode redistribuí-los para regiões internas, sobrepondo-se à população in-situ. Essa combinação espacial parece ser consequência de processos dinâmicos, e não uma característica intrínseca de sistemas compactos. Entretanto, como esses resultados ainda estão em andamento, estamos testando possíveis vieses do modelo de formação de aglomerados adotado. Em síntese, este trabalho aprimora nossa compreensão dos caminhos evolutivos de sistemas massivos compactos, incluindo galáxias relíquias entre eles, e reforça a importância de combinar múltiplos observáveis, como dinâmica, populações estelares e aglomerados globulares, para tentar desvendar pouco a pouco a história desses objetos.