The star formation rate density in the local universe using J-plus data

• Autores: Gonzalo Vilella Rojo
• Directores de la Tesis: Carlos Lopez San Juan (dir. tes.), Kerttu Elina Viironen (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2019
• Idioma: español
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Astrofísica por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Astronomía y astrofísica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Llamamos Tasa de Formación Estelar (o SFR, del inglés Star Formation Rate) a la cantidad de gas que se transforma en estrellas por unidad de tiempo en una galaxia. El estudio de este parámetro es de capital importancia para comprender cómo evolucionan las galaxias.

    Estudiar la SFR del Universo local requiere observar galaxias a distancias cercanas, y por ende se deben cubrir grandes áreas de cielo con el fin de obtener un volumen de Universo que permita tener una muestra que minimice los sesgos de selección. Los grandes telescopios del mundo son ineficientes llevando a cabo esta tarea, pues su campo de visión suele ser reducido. No obstante, estos telescopios resultan esenciales para llevar a cabo observaciones profundas de pequeños campos.

    Con el fin de poder determinar de manera robusta la SFR del Universo local nace el cartografiado J-PLUS, que con un conjunto de 12 filtros fotométricos de banda ancha (5), media (2), y estrecha (5), observará 8500 grados cuadrados de cielo, tomando imágenes de objetos del sistema solar, estrellas, y galaxias, en las 12 bandas. Para obtener el valor de la SFR en el Universo local, el sistema de filtros cuenta con un filtro estrecho llamado J0660 centrado en la longitud de onda de línea de emisión de hidrógeno alfa (Halpha). Esta línea de emisión es un excelente trazador de la SFR, y será el que emplearemos para determinar esta cantidad.

    El primer hito de esta Tesis ha sido desarrollar un método no sesgado para extraer la emisión de Halpha utilizando todo el sistema de filtros fotométricos de J-PLUS para ajustar un modelo de distribución espectral de energía a nuestras regiones de formación estelar y obtener la mejor estimación posible del continuo de la línea. Este objetivo no sólo requiere saber encontrar el mejor método para extraer el continuo local de la línea, sino también corregir la extinción de polvo, y por el exceso indeseado que causa la emisión del ion [NII] dento del filtro J0660. Para este primer objetivo se han empleado datos sintéticos.

    El segundo objetivo ha sido validar tanto el método de extracción del exceso de Halpha+[NII], como las correcciones anteriormente mencionadas, utilizando los primeros datos de J-PLUS, que se hicieron públicos a la comunidad internacional en julio de 2018.

    Para terminar, se ha obtenido la Secuencia Principal de Formación Estelar de las galaxias (SFMS, del inglés Star Formation Main Sequence), la Función de Luminosidad (LF, del inglés Luminosity Function) de Halpha, y la Densidad de Tasa de Formación Estelar (SFRD, del inglés Star Formation Rate Density). Los valores obtenidos se han puesto en contexto, comparándolos con trabajos recientes, y mostrando un buen acuerdo con otras determinaciones previas de los mismos parámetros.