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A evolução quimiodinâmica de galáxias elípticas

Processo: 06/01025-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 16 de janeiro de 2007
Vigência (Término): 15 de junho de 2007
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Astrofísica Extragaláctica
Pesquisador responsável:Thais Eunice Pires Idiart
Beneficiário:Thais Eunice Pires Idiart
Anfitrião: Joseph I. Silk
Instituição-sede: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : New College Oxford, Inglaterra  

Resumo

Em meu estágio junto a Universidade de Oxford será desenvolvida uma colaboração com o grupo de cosmologia associado com o Prof. Dr. Joseph Silk, cujo objetivo geral é direcionado ao um melhor entendimento da formação e evolução química de galáxias. A minha principal colaboração consistirá no desenvolvimento de um modelo de evolução quimiodinâmica de galáxias cujo foco é o estudo das variações ou gradientes de abundâncias e cores observados em galáxias elípticas. O já elaborado modelo analítico de populações estelares múltiplas de duas fases do gás interestelar (Idiart 2006) fornece os elementos chaves a serem seguidos no tempo pelo modelo quimiodinâmico: a mistura do gás quente e frio, a eficiência de formação estelar, o enriquecimento químico do meio interestelar e a formação dos gradientes de abundâncias. Na construção do modelo quimiodinâmico, planeja-se utilizar o modelo de simulação cosmológica GADGET-2 (Springel 2005). Este código foi originalmente concebido para visualizar a formação de estrutura em larga escala numa resolução espacial máxima de 50 kpc (Springel 2005). Pretende-se adaptar o GADGET-2 para uma resolução espacial adequada à análise de gradientes de abundância em galáxias elípticas. O plano de trabalho será dividido em 3 partes principais: 1) Nesta primeira fase, a taxa de formação estelar global e o enriquecimento químico do meio intergaláctico serão investigados. Serão incluídos no GADGET-2 os "feedbacks" estelares e de núcleos ativos de galáxias (AGNs), juntamente com os produtos de evolução de estrelas massivas (metais, ventos) contidos no modelo analítico (Idiart 2006). Serão investigados os problemas de condições iniciais do meio intergaláctico, tais como a necessidade de uma quantidade extra de momentum, energia ou calor para reproduzir as propriedades físicas observadas (White & Frank 1991, Springel 2004). 2) Dadas as condições iniciais para a formação das proto-galáxias, será examinada a taxa de formação estelar em baixos "redshifts". Nesta etapa o objetivo será o estudo em detalhes do mecanismo de "feedback" local. O "feedback" local do meio interestelar numa dada galáxia origina-se basicamente de estrelas através de fótons ionizantes e eventos de supernova que contribuem com energia mecânica e enriquecimento por metais. Os mecanismos de ionizacão e enriquecimento por metais servirão como potenciais retardadores da formação estelar local. Nesta fase o modelo desenvolvido ainda terá somente uma resolução espacial baixa/média, possibilitando a investigação da formação estelar de maneira global incluindo todos os tipos morfológicos de galáxias. 3) A introdução de um procedimento de "zooming" fornece uma visualização mais detalhada uma dada região no universo objetivo analisado. O objetivo é atingir uma resolução espacial máxima de dezenas de Kpc, permitindo o estudo não somente das propriedades integradas, mas também das variações de abundância e cores ao longo de elípticas gigantes. A origem de gradientes radiais de abundâncias e cores em elípticas deverá ser explorada do ponto de vista de dois cenários diferentes de formação: acresção e fusão (Thorsten et al. 2005). A evolução dinâmica do gás e estrelas será seguida no tempo, tentando-se entender como as aparentemente altas taxas de formação estelar observadas em elípticas produzem gradientes radiais. (AU)