Los efectos del polvo interestelar en la detección de Gamma-ray Bursts y su impacto en el estudio de la formación estelar en el universo temprano

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2017-05-17

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

GRBS: TEORIA - GRBS: OBSERVACIONES - GALAXIAS: FORMACION ESTELAR - GALAXIAS: ABUNDANCIAS - GALAXIAS: MORFOLOGIA - METODOS: NUMERICOS - GRBS: THEORY - GRBS: OBSERVATIONS - GALAXIES: STAR FORMATION - GALAXIES: ABUNDANCES - GALAXIES: MORPHOLOGY - METHODS: NUMERICAL

Descripción:

Los estallidos de rayos gamma largo (LGRBs) son eventos astrofísicos de fundamental importancia. No sólo por ser una de las explosiones más luminosas del Universo, sino también por su importancia en el contexto cosmológico y su posible utilización en el estudio de la formación y evolución de las galaxias. Debido a su gran luminosidad, los LGRBs pueden ser detectados incluso a alto redshift y en consecuencia pueden ser usados para estudiar la formación estelar en galaxias demasiado distantes y tenues para ser analizadas usando cualquier otro método. Si bien modelos y observaciones sugieren fuertemente que existe una conexión entre los LGRBs y la muerte violenta de estrellas masivas, aún quedan varios interrogantes acerca de la naturaleza exacta de los progenitores que los producen y distintos escenarios han sido propuestos para explicar su origen. Resulta aparente desde hace un tiempo que, al menos a bajo redshift, los LGRB no trazan la formación estelar de una manera directa. La población de galaxias anfitrionas de LGRBs a bajo redshift es relativamente poco luminosa, menos masiva y con menor metalicidad que las típicas galaxias con formación estelar activa. En particular la metalicidad de los posibles progenitores de LGRBs es considerada un probable factor determinante en la producción de LGRBs. Un aspecto limitante en la determinación precisa del papel de la metalicidad es la presencia de sesgos en las muestras de galaxias anfitrionas de LGRBs, en particular la absorción del polvo podría explicar la omisión de los llamados LGRBs oscuros y de galaxias masivas con alto contenido de polvo en muestras tempranas de galaxias anfitrionas. Para resolver este y otros interrogantes, en esta tesis proponemos modelar las poblaciones de LGRBs dentro del contexto cosmológico provisto por distintas simulaciones hidrodinámicas de formación de galaxias, entre ellas Illustris, una moderna simulación con uno de los mayores volúmenes alcanzados hasta el momento. Dichas simulaciones describen de forma autoconsistente la formación estelar y el enriquecimiento químico del universo permitiéndonos comparar las poblaciones simuladas de LGRBs y de galaxias anfitrionas con las observaciones más actualizadas. Comparamos nuestros resultados con observaciones de los instrumentos y satélites de alta energía BATSE, Swift y Fermi, así como también con una nueva generación de muestras de galaxias anfitrionas generadas a partir de la localización de la emisión en rayos-X de los LGRBs lo que nos permite determinar el papel diferenciado del polvo y la metalicidad en la detección de LGRBs. El uso de las simulaciones nos permite también estudiar la posibilidad de la existencia de una evolución en la luminosidad de los LGRB con el redshift y determinar, bajo la hipótesis de la existencia de una dependencia con la metalicidad, las propiedades de las galaxias anfitrionas de LGRB incluyendo tamaños, masa, metalicidad y tasa de formación estelar. Asimismo, haciendo uso de imágenes de las galaxias simuladas generadas a partir de técnicas de transferencia radiativa, determinamos las morfologías no paramétricas de las galaxias de la simulación Illustris lo que nos permite, no solo estudiar la morfología de las galaxias anfitrionas de LGRBs, sino también determinar la fracción de galaxias anfitrionas que presentan signos de interacción con otras galaxias. Esto nos permite evaluar el uso de las morfologías no paramétricas en el estudio de la tasa de galaxias interactuantes en el Universo local.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6432_Bignone