Mestrado: A evolução de galáxias vista pela emissão de PAHs

Este trabalho apresenta um estudo sobre o papel da emissão dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) como traçadores da evolução galáctica. O principal instrumento da presente pesquisa é um modelo de evolução quimiodinâmica que é usado para simular a evolução de galáxias de grande porte que podem ser vistas como ULIRGs tanto no universo local como a altos redshifts. O modelo fornece as propriedades das estrelas e dos componentes gasoso e de poeira do meio interestelar ao longo do tempo em cada ponto do objeto. Uma interface de transporte radiativo  acoplada ao modelo permite obter a emissão infravermelha  devida a grãos de poeira e PAHs aquecidos e excitados pelas estrelas. A resultante distribuição espectral de energia (SED) que emerge da galáxia carrega informação tanto sobre a física dos grãos e PAHs como da evolução da galáxia.

O presente estudo focou as features dos PAHs no Infravermelho Médio. Verificou-se a sensibilidade das features dos PAH a fatores físicos como flutuações de temperatura e ionização dos PAHs. Concluiu-se que flutuações de temperatura são essenciais para explicar o espectro atribuído a PAHs de várias fontes, mas que tanto PAHs neutros como ionizados são permitidos pelas observações.

Investigou-se como as linhas dos PAHs podem revelar a natureza e evolução da galáxia. Como é de se esperar, a luminosidade das linhas escala com a massa da galáxia, embora não linearmente. Além disso, para uma galáxia bastante massiva, as razões linha/contínuo assinalaram  um starburst tardio que este objeto apresenta. A eficiência de produção de poeira também tem um impacto, embora menor, na luminosidade das linhas de PAHs. Encontrou-se que razões linha/contínuo são mais sensíveis à eficiência de formação estelar e outras propriedades da galáxia, enquanto que as razões linha/linha podem ser usadas para indicar não somente a presença de um starburst mas também  parâmetros físicos como a ionização dos PAHs. A maioria das ULIRGs a altos redshifts apresenta razões de linha L(7.7 \mu m)/L(11.2 \mu m) elevadas, embora com grande dispersão,  favorecendo PAHs neutros, enquanto que algumas poucas ULIRGs a redshifts mais baixo apresentam baixos valores dessa razão, o que sugere a prevalência de PAHs ionizados.