Doutorado: Investigações teóricas sobre o obscurecimento de galáxias em alto e baixo redshift

 

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As Dust Obscured Galaxies (DOGs) são os maiores berçários estelares do Universo e, por esse motivo, são objetos fundamentais para se compreender a evolução de galáxias. Ao menos desde o cosmic noon, z ~ 2, as galáxias de alta massa possuem a maior parte de sua formação estelar obscurecida por poeira, enquanto nas de baixa massa ocorre o contrário. A presença de DOGs durante a reionização traz novos desafios para a teoria de formação de galáxias. Para investigar os processo que levam ao obscurecimento de galáxias, foram simulados, a partir do modelo quimiodinâmico FT98 (Friaça & Terlevich, 1998), um total de quarenta modelos de evolução galáctica, variando sua massa, eficiência de formação estelar e eficiência da produção de poeira. Os parâmetros adotados foram escolhidos de modo a representar uma grande variedade de objetos, cobrindo desde galáxias anãs até gigantes elípticas, e assim como objetos de baixo e alto redshift. Esses parâmetros foram combinados entre si, cobrindo todas as combinações possíveis, a fim de se investigar quais processos dominam o obscurecimento de galáxias. Também foram computados oito modelos de SEDs, variando a eficiência de formação estelar e de produção e poeira e adotando as features de PAHs neutros e ionizados. Nossa análise indica que durante intensos episódios de formação estelar, tanto a massa de poeira quanto a razão poeira/gás são aproximadamente insensíveis à eficiência de produção de poeira adotada, levando a uma dependência quase universal entre a fração de formação estelar obscurecida por poeira e a massa estelar mesmo em objetos situados além do cosmic noon. Como consequência, sistemas com baixa SFR e metalicidade são mais propícios para se investigar a eficiência da produção de poeira estelar. Sistemas com alta taxa de formação estelar constroem o grosso de sua massa de poeira em ~ 0.6 Gyr, a mesma escala de tempo requerida para a construção de galáxias obscurecidas durante a era da reionização. O diagrama M Dust / M Gas X M Dust /M * é uma ferramenta poderosa para se estudar a evolução tanto de galáxias quanto de poeira, visto que esta relação reúne em um único diagrama a evolução de toda componente bariônica. A razão das features aromáticas é sensível tanto a SFR quanto a razão poeira/gás e nossa análise não pode discernir sobre a contribuição de cada grandeza. A nova geração de instrumentos astronômicos (tais como JWST, ELT e SPICA) será indispensáveis para impor novos vínculos sobre a evolução da massa de poeira através do tempo cósmico.