Extragalactic stellar clusters in high density environments - Zanatta, Emilio José Bento (2021)
Aglomerados estelares estão virtualmente presentes em todas as galáxias luminosas e têm o potencial de serem usados como traçadores da formação e evolução de galáxias se en tendermos sua formação e assimilação aos seus sistemas hospedeiros. Eles tem sido estudados na literatura astrofísica praticamente desde o início da astronomia extragalática, e o iminente amanhecer de uma nova geração de telescópios gerará quantidades sem precedentes de dados para aglomerados estelares extragaláticos. No entanto, ainda existem grandes problemas aber tos no nosso entendimento destes objetos. Ainda temos, por exemplo, que conseguir predizer corretamente as cores de aglomerados globulares (GCs) extragaláticos em ambientes de alta densidade e se há ou não uma influência do ambiente na formação de aglomerados estelares nucleares (NSCs). Neste trabalho tratamos destas duas questões. Começamos investigando a fração de galáxias que possuem NSCs no aglomerado de Coma. NSCs são aglomerados estelares centrais, alguns pc maiores que GCs, presentes em galáxias dos mais variados tamanhos e massas. Usando dados profundos do HST e uma técnica de regressão logística hierárquica Bayesiana, nós encontramos que a fração de nucleação para galáxias no aglomerado de Coma é mais alta que nos aglomerados de Virgo e Fornax para uma massa/luminosidade de galáxias fixa. Nós discutimos as possíveis influências ambientais na formação e evolução de NSCs, suas galáxias hospedeiras e os GCs associados. Posteriormente investigamos as discrepâncias conhecidas entre a atual geração de modelos de populações estelares e as cores observadas de GCs extragaláticos. Para este fim, nós testamos quatro modelos de populações estelares simples (SSPs) no estado-da-arte contra as cores observadas de GCs em torno de M87 no aglomerado de Virgem e NGC 3311/3309 no aglomerado de Hydra. Nós testamos se as discrepâncias entre modelos e dados cresce em função da densidade ambiental olhando nas regiões mais internas deste dois sistemas de GCs com dados fotométricos indo desde o ultra-violeta próximo (NUV) ao infravermelho próximo (NIR). Além de utilizar dados da literatura, apresentamos dados inéditos na banda Ks no NIR do instrumento HAWK-I do VLT do ESO para o centro dos aglomerados de Hydra e Virgo. Investigamos se modelos atuais com razões de [α/Fe] elevados são capazes de prever melhor as cores de GCs, tal como é previsto pela literatura. Encontramos que os modelos SSP atuais com [α/Fe] elevados ainda têm dificuldades em prever as cores observadas de GCs extragaláticos. A diferença entre modelos com abundâncias químicas no padrão da Via-Láctea e com uma razão constante [α/Fe]=0.4 não é grande o suficiente para produzir diferenças significativas em diagramas cor-cor para os GCs observados. No entanto, nós encontramos que o acréscimo nas discrepâncias entre modelos SSP e as cores óticas observadas está presente tanto para GCs em Virgo quanto em Hydra, mas não estão presentes em importantes diagramas cor-cor envolvendo combinações de filtros NUV/óticos e NIR, como uiKs. Nós discutimos como estes resultados podem ser usados para restringir os próximos passos em melhorar os modelos SSP à frente da nova geração de fotometria NIR. Em suma, este trabalho tem por objetivo investigar importantes questões nesta era e no contexto do estudo de aglomerados estelares extragaláticos: i) Como podemos fazer o máximo uso dos dados fotométricos atuais usando métodos estatísticos e robustos, no contexto dos problemas em aberto na formação de NSCs, e ii) a importância de melhorar os modelos de SSPs atualmente disponíveis em predizer as cores de GCs extragaláticos, bem como o impacto de variações de abundâncias neste tema.