Sergio Torres: Gradientes de metalicidad en colas de mareas en la galaxia NGC 92

Sergio Torres Flores es Académico en la Universidad de La Serena. Oriundo de Coquimbo, Sergio obtuvo su Licenciatura en la ULS antes de graduarse como Doctor en Astronomía en la Universidad de Sao Paulo, Brasil y la Universidad de Aix Marseille, Francia. Volvió a ULS como postdoc y desde 2013 es Académico bajo el proyecto CONICYT de inserción de Capital Humano Avanzado. Lo puedes contactar en storres at dfuls dot cl

Uno de los fenómenos más espectaculares en el proceso de interacción de galaxias es la formación de 'colas de marea' (tidal tails en inglés). En múltiples ocasiones estas colas de marea son ricas en hidrógeno neutro, ingrediente necesario para formar estrellas. Modelos recientes de galaxias en interacción sugieren que el gas que forma estas 'colas' puede contener material químicamente enriquecido, el cual provendría de las regiones internas de las galaxias que estarían interactuando.

En este trabajo, analizamos las propiedades químicas de 20 regiones de formación estelar localizadas en la cola de marea de la galaxia NGC 92 (Figura 1, cuadrados inferiores rojos), una galaxia que pertenece al grupo compacto, gravitacionalmente ligado,  denominado el cuarteto de Robert, que se encuentra a una distancia de aproximadamente 45 Mpc, tiene un diámetro proyectado de ~40 kpc, y las interacciones de sus galaxias dan pasos a episodios de gran formación estelar.

Figura 1: Imagen de NGC 92 obtenida a partir de los filtros u', g' y r'. La cola de marea en NGC 92 presenta diversas regiones de formación estelar, las cuales se caracterizan por sus colores azulados. Pequeños rectángulos rojos indican la posición de las regiones estudiadas espectroscópicamente (haz click para agrandar)

Haciendo uso de espectroscopía obtenida con el telescopio Gemini-Sur, se ha estimado la abundancia de oxigeno para estas regiones, permitiendo así obtener el gradiente de metalicidad para esta galaxia, el cual es presentado en la Figura 2. Aquí se muestra que la cola de marea de NGC 92 presenta una distribución de metalicidades plana, la cual presenta el mismo nivel de oxígeno que las regiones internas de NGC 92.

Figura 2: Distribución de metales para las regiones localizadas en NGC 92. Círculos negros representan las regiones localizadas en el interior del radio óptico de la galaxia. Círculos azules corresponden a regiones localizadas en la cola de marea. Como comparación se presenta el gradiente de metales para las galaxias NGC 1512 y NGC 3621 (Bresolin et al. 2012). Haz click para agrandar

Este resultado es consistente con los modelos que predicen gradientes de metalicidad “achatados” para galaxias en interacción, los cuales serian el resultado de una mezcla de gases químicamente enriquecidos (regiones centrales) y no enriquecidos (regiones externas de las galaxias). No obstante, es importante considerar que la formación estelar que esta ocurriendo en la cola de marea puede contribuir a un aumento en la abundancia química de esta. Con datos espectroscópicos tipo IFU o Fabry-Perot se podrían confirmar cinemáticamente flujos de gas en este tipo de sistemas en interacción.

Nota: Sergio está continuando este proyecto con dos alumnos de Magíster en Astronomía en ULS. Comentarios, ideas e interesados en este tipo de estudios pueden contactarse con él en el correo storres at dfuls dot cl

"Star-forming regions and the metallicity gradients in the tidal tails: The case of NGC 92"

Sergio Torres-Flores et al. 

Accepted for publication in MNRAS - ArXiv: 1312.0812

Resumen (en inglés, después del salto - para comentarios y compartir!)

We present new Gemini/GMOS spectroscopic and archival imaging data of the interacting galaxy NGC 92, which is part of a compact group and displays an extended tidal tail. We have studied the physical properties of 20 star-forming complexes in this system. We found that the star-forming regions located in the tidal tail of NGC 92 have ages younger than 8 Myr, which suggests that these objects were formed in situ. The spectroscopic data reveals that these regions have slightly sub-solar metallicities, suggesting that they were formed from pre-enriched material. Using the oxygen abundances derived for each system, we found that the extended tidal tail of NGC 92 has a flat metallicity distribution. Although this scenario is consistent with N-body simulations of interacting systems, where there is gas mixing triggered by the interaction, archival Halpha Fabry-Perot data cubes of NGC 92 have not shown a velocity gradient along the tail of this galaxy, which under certain assumptions could be interpreted as a lack of gas flow in the tail. Our results suggest that a fraction of the enriched gas that was originally located in the center of the galaxy was expelled into the tidal tail when the interacting process that formed the tail happened. However, we can not exclude the scenario in which the star formation in the tail has increased its original oxygen abundance.