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Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Impacto de Explosiones de Supernova en la Formación de
Galaxias
Instituto de Astronomía y Física del Espacio
Buenos Aires - Argentina
Cecilia Scannapieco
Max-Planck Institute for Astrophysics
Garching – Alemania
Simon White & Volker SpringelPatricia Tissera
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Presentación Introducción: Explosiones de SN y formación de galaxias
Implementación de inyección de energía por
Supernova en simulaciones numéricas
Resultados (simulaciones de galaxias aisladas):
Generación de “Outflows”
Efectos en el proceso de formación
estelar
Dependencia con la masa virial de la
galaxia
Conclusiones y trabajo futuro
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Explosiones de SN y formación de galaxias
Las explosiones de Supernova afectan la formación y evolución de galaxias significativamente a través de:
Eyección de metales: afectan el enfriamiento del gas Eyección de energía: afecta el colapso del
gas
SN afectan el proceso de formación estelar
Observaciones: vientos galácticos, enriquecimiento químico del medio intergaláctico e intracumular, .....
Simulaciones numéricas: complicado modelar las explosiones, alto costo computacional, ….
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Modelo numérico Código (Tree-PM) GADGET-2 (Springel 2005)
Formación estelar: tratamiento estocástico (Springel & Hernquist 2003)
Tratamiento Multi-fase para el gas Enriquecimiento químico (Scannapieco et al. 2005)
Enfriamiento dependiente de la metalicidad (Sutherland & Dopita 1993)
Feedback:
Para cada SN se definen dos fases: Fría y Caliente Se distribuye la energía en proporciones c y
h
Fase caliente: distribución simultánea con la explosión Fase fría: esquema de “Promoción”
El modelo no incluye ningún parámetro ad-hoc que dependa de la masa o temperatura virial, o de la resolución
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Simulaciones de galaxias aisladas Grid esférico con partículas de gas y materia oscura
superpuestas, perturbado para dar lugar a un perfil de densidad ~1/r
Masa virial: 1012 h-1 Mo ( h = 0.7
)
Masa bariónica: 1011 h-1 Mo
Parámetro de spin : = 0.1
Número de partículas : N = 10000 (gas, DM)each
Eficiencia de formación estelar: c = 0.1
Abundancia inicial primordial: X=0.76 - Y=0.24
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Promoción & Outflows
Eyección de energía
1- Calentamiento del
gas denso y frío en las regiones de formación
estelar
2- Transporte de gas en el centro hacia el halo
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Feedback: Efectos en la formación estelar
Calentamiento del gas frío + outflows
densidad de gas frío decrece
Auto – regulación de la actividad de formación estelar
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Feedback: Efectos en la distribución de metales
Metalicidad del gas (proyectada) Sin Feedback Con Feedback
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Feedback: Efectos en la distribución de metales
Metalicidad del gas (proyectada) Sin Feedback Con Feedback
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Dependencia con la masa virial
Feedback por SN afecta significativamente sistemas de baja masa Una fracción importante del gas escapa de los sistemas regulando el proceso de formación estelar
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Conclusiones I Se implementó un modelo para describir la inyección de
metales y energía por explosiones de Supernova en GADGET-2. El modelo posibilita el estudio de la formación de galaxias sobre una base física mas sólida y en el contexto de un modelo cosmológico, sin introducir ningún parámetro dependiente de escala. La inyección de energía por SN constituye un mecanismo
eficiente para regular el proceso de formación estelar a través del calentamiento de gas frío y su transporte a las regiones externas de las galaxias.
Debido a que el gas en los discos se encuentra altamente enriquecido, los outflows producen la contaminación con metales de los halos. Esto podría explicar la presencia de metales en el medio intergaláctico.
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Conclusiones II
La inyección de energía por SN produce efectos mayores para sistemas más pequeños, ya que éstos poseen pozos de potencial menos pronuciados y los bariones escapan más fácilmente de los sistemas.
Para los sistemas más pequeños se encuentra que la inyección de energía por SN retrasa los brotes de formación estelar y produce fracciones finales de estrellas menores.
Se utilizarán simulaciones de alta resolución para ajustar parámetros de entrada del modelo con el fin de reproducir observaciones recientes.
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Feedback: Efectos en la distribución de metales
Los outflows transportan gran cantidad de material enriquecido
enriquecimiento de los halos los metales no permanecen solamente en la población estelar
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Feedback: Efectos en la distribución de masa
Gas caliente Gas frío Estrellas
Sin Feedba
ck
ConFeedba
ck
Cecilia Scannapieco AAA 2005 - La Plata Septiembre 2005
Feedback: Efectos en la distribución de masa
Gas caliente Gas frío Estrellas
Sin Feedba
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ConFeedba
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