As propriedades e o caminho evolutivo das regiões de formação estelar no meio intergalactico

Esta tese está enfocada na detecção de regiões de formação estelar ao redor de galáxias em interação, principalmente nas caudas de maré destas galáxias, onde frequentemente são encontradas formação de galáxias anãs de maré (TDGs) ou regiões HII. Como tal, estes sistemas oferecem a possibilidade de restringir observacionalmente a formação de galáxias e aglomerados estelares no Universo local.

Neste trabalho temos procurado fontes no ultravioleta em uma amostra de sistemas de interação, onde todos eles mostram emissão perturbada no gás de HI. Analisamos imagens do telescópio GALEX nas bandas Far- e Near-UV e novos espectros obtidos com o instrumento GMOS/Gemini de uma amostra de regiões integalácticas ao longo das caudas de maré de quatro sistemas em interação.  Ao determinar seus desvios ao vermelho, fomos capazes de confirmar que estas regiões estão associadas fisicamente aos sistemas em interação.

Os sistemas em interação analisados foram: o grupo compacto HCG 100 e as galáxias em interação: NGC 2782, NGC 6872 e NGC 2865. Todos estes sistema apresentam caudas de maré, um sinal de que sofreram fortes interações e, portanto, espera-se a formação de novos objetos no meio intergaláctico. Para estes quatro sistemas, usamos o instrumento GMOS/Gemini para obter o espectro de cada uma das candidatas a regiões de formação estelar. Um total de 23 regiões de formação estelar foram detectadas nas caudas de maré no mesmo redshift das galáxias principais.

Para o sistema NGC 2782, confirmamos a presença de 3 regiões jovens na cauda de HI. Em NGC 6872, a maior galáxia espiral do universo, confirmamos 10 regiões de formação estelar nas duas caudas de maré. O grupo HCG 100 foi o único sistema em que detectamos duas candidatas a TDG, elas estão localizadas nos picos da emissão do gás de HI não sendo, encontradas regiões HII neste sistema. Para a galáxia NGC 2865, usamos pela primeira vez a técnica multi-slit imaging spectroscopy (MSIS) para fazer um censo das regiões de formação estelar fora da galáxia, encontrando um total de 7 objetos emissores de Hα na parte sul da cauda de maré.

O fato de ter detectado só TDGs ou só regiões HII em cada sistema está de acordo com os resultados de simulações numéricas, que predizem  que formação estelar nas caudas de maré podem ser encontradas em estruturas pequenas, como aglomerados estelares, ou em grandes estruturas, como TDGs, mas não nas duas.

Para cada região de formação estelar, estimamos a idade usando a emissão UV e os modelos do STARBURST99, observando que estas regiões são jovens (< 200 Myr) e com uma massa estelar no intervalo de 10³ até 10⁸ M_.

Estes resultados implicam que a interação de galáxias permitem a formação de estruturas no meio intergaláctico (IGM), abarcando um intervalo de massas entre aglomerados estelares até galáxias anãs, tais como as encontradas ao redor da Via Láctea. Para cada região, estimamos a metalicidade e verificamos que elas são ricas em metais relativos à galáxias anãs clássicas com a mesma luminosidade, obtendo uma abundância de oxigênio média de 12 + log(O/H) > 8.3. Assim, dada a metalicidade e idade encontradas em cada região, sugere-se que elas foram formadas in-situ de um material pré-enriquecido processado nas galáxias progenitoras e expulso ao IGM durante a interação das galáxias. Este resultado também pode ser uma peça chave na poluição do IGM com metais. Encontrar altas metalicidades nas regiões extragalácticas pode ser um indício de que a interações de galáxias podem ter sido um mecanismo importante para poluir o IGM, resultado que seria mais importante em altos redshift, onde havia maior quantidade de interações.